1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 8, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 8, стр. 839-846

Термоэлектрические свойства экструдированного образца твердого раствора Bi0.85Sb0.15, модифицированного ZrО2

М. М. Тагиев 1, 2, *, И. А. Абдуллаева 3, Г. Д. Абдинова 2, Х. Ф. Алиева 2

1 Азербайджанский государственный экономический университет
AZ 1001 Баку, ул. Истиглалият, 6, Азербайджан

2 Институт физики им Г.Б. Абдуллаева Министерства науки и образования Азербайджанской Республики
AZ 1141 Баку, пр. Г. Джавида, 131, Азербайджан

3 Институт радиационных проблем Министерства науки и образования Азербайджанской Республики
AZ 1143 Баку, пр. Б. Вагабзаде, 9, Азербайджан

* E-mail: mail_tagiyev@mail.ru

Поступила в редакцию 05.04.2023
После доработки 09.08.2023
Принята к публикации 10.08.2023

Аннотация

Исследованы электропроводность (σ), коэффициенты термо-ЭДС (α), Холла (RX) и теплопроводности (κ) немодифицированных и модифицированных 0.5 мас. % ZrO2 экструдированных образцов твердого раствора Bi0.85Sb0.15 в интервале ~77–300 К при напряженности магнитного поля до ~74 × 104 А/м. Выяснено, что при введении в Bi0.85Sb0.15 0.5 мас. % ZrO2 фононная часть теплопроводности при ~77 К уменьшается, что приводит к повышению добротности (Z) до ~6.4 × 10–3 К–1 материала, применение которого значительно улучшает параметры низкотемпературных термоэлектрических преобразователей на его основе. При ~77 К в немодифицированных и модифицированных ZrO2 образцах твердого раствора Bi0.85Sb0.15 тепло переносится в основном колебаниями решетки.

Ключевые слова: экструзия, твердый раствор, термоэлектрический материал, подвижность, модификатор

Список литературы

  1. Немов С.А., Улашкевич Ю.В., Рулимов А.А., Демченко А.Е., Аллаххах А.А., Свешников И.В., Джафаров М. О зонной структуре Bi2Te3 // ФТП. 2019. Т. 53. Вып. 5. С. 608–611.

  2. Булат Л.П., Драбкин И.А., Каратаев В.В., Освенский В.Б., Пшенай-Северин Д.А. Влияние рассеяния на границах на теплопроводность полупроводникового материала на основе твердого раствора BiхSb2–x Te3 // ФТТ. 2010. Т. 52. Вып. 9. С. 1712–1716.

  3. Грабов В.М., Комаров В.А., Каблукова Н.С. Гальваномагнитные свойства тонких пленок висмута и сплавов висмут-сурьма на подложках с различными темпнературными расширением // ФТТ. 2016. Т. 58. Вып. 3. С. 605–611.

  4. Mikio Koyano, Masanori Yamanouchi. Electronic Properties of İnhomogeneous Bi-Sb-Ni composite alloys // J. Phys.: Conf. Ser. 2009. V. 150. Part 5. P. 052128. https://doi.org/10.1088/1742-6596/150/5/052128

  5. Zhi-Lei Wang, Takehiro Araki, Tetsuhiko Onda. Effect of Annealing on Microstructure and Thermoelectric Properties of Hot-Extruded Bi-Sb-Te Bulk Materials // J. Mater. Sci. 2018. V. 53. № 12. P. 9117–9130. https://doi.org/10.1007/s10853-018-2211-x

  6. Банага М.П., Соколов О.Б., Бендерская Т.Э., Дудкин Л.Д., Иванова А.Б., Фридман И.И. Особенности структуры и термоэлектрических свойств экструзированных образцов Bi0.88Sb0.12 // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1986. Т. 22. № 4. С. 619–622.

  7. Иванова Л.Д., Петрова Л.И., Гранаткина Ю.В., Земсков В.С., Соколов О.Б., Скипидаров С.Я., Дуванков Н.И. Экструдированные материалы для термоэлектрических охладителей // Неорган. материалы. 2008. Т. 44. № 7. С. 789–793.

  8. Иванова Л.Д. Термоэлектрические материалы для различных температурных уровней // ФТП. 2017. Т. 51. Вып. 7. С. 948–951.

  9. Тагиев М.М., Агаев З.Ф., Абдинов Д.Ш. Термоэлектрические свойства экструдированных образцов Bi85Sb15 // Неорган. материалы. 1994. Т. 30. № 3. С. 375–378.

  10. Тагиев M.M. Влияние размеров зерен и примеси свинца на термоэлектрические свойства экструдированных образцов твердого раствора Bi0.85Sb0.15 // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 2. С. 119–124. https://doi.org/10.31857/S0002337X21020135

  11. Сидоренко Н.А., Дашевский З.М. Эффективные кристаллы Bi-Sb для термоэлектрического охлаждения при температурах Т ≤ 180 K // ФТП. 2019. Т. 53. Вып. 5. С. 693–697.

  12. Иоффе А.Ф. Полупроводниковые термоэлементы. М.-Л.: Наука, 1960. 186 с.

  13. Schwantz R.T. Thermoelectric and Galvanomagnit Measurements on (Bi2Te3)5 (Bi2Se3)1 (Sb2Te3)18 // J. Appl. Phys. 1967. V. 38. № 7. P. 2865–2870.

  14. Rittner E.S. Comment on Theoretical Bound on the Thermoelectric Figure of Merit from Irrversible Thermodynamics // J. Appl. Phys. 1962. V. 33. P. 2654–2655.

  15. Дик М.Г., Абдинов Д.Ш. Влияние модифицирования на подвижность дырок и теплопроводность экструдированных образцов твердых растворов системы Bi2Te3–Sb2Te3 // Изв.АН СССР. Неорган. матералы. 1988. Т. 24. № 8. С. 1290–1293.

  16. Дубровина А.Н., Леонтьева Л.А., Дроздова Г.А. и др. Влияние второй фазы на деформации и рекристаллизацию сплавов на основе Bi2Te3 // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1981. Т. 17. № 4. С. 613–617.

  17. Дубровина А.И., Казаков А.И. Высокотемпературная термообработка заготовок для экструзии // ИБ ППРВ ЭЭ. 1983. № 3 (113). С. 99–103.

  18. Hicks L.D., Dresselhaus M.S. Effect of Quantum-Well Structures on Thermoelectric Figure of Merit // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. № 19. P. 12727. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.47.12727

  19. Равич Ю.И., Пшенай-Северин Д.А. Влияния подвижности на термоэлектрическую эффективность многослойных структур с квантомыми ямами // Термоэлектрики и их применения. С.-Пб. 1999. С. 11–14.

  20. Тагиев М.М. Гальваномагнитные свойства твердых растворов Bi0.85Sb0.15, модифицированных ZrO2 // Неорган. материалы. 1999. Т. 35. № 9. С. 1042–1044.

  21. Тагиев М.М., Абдуллаева И.А., Абдинова Г.Д. Влияние гамма-радиации на магнитотермоэлектрические свойства экструдированных образцов Bi0.85Sb0.15, модифицированных ZrO2 // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 6. С. 589–595. https://doi.org/10.31857/S0002337X22060148

  22. Tagiyev M.M., Abdinova G.D. Electrical and Galvanomagnetic Properties of Extruded Samples of Bi0.85Sb0.15 Solid Solitions with Pb and Te Impurities // Russ. Phys. J. 2019. V. 61. № 11. P. 2135–2138.https://doi.org/10.1007/s11182-019-01647-6

  23. Абдуллаева И.А., Абдинова Г.Д., Тагиев М.М., Бархалов Б.Ш. Влияние гамма-излучения на электрические свойства экструдированных образцов Bi0.85Sb0.15 〈Te〉 // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 9. С. 933–939. https://doi.org/10.31857/S0002337X21090013

  24. Охотин А.С., Пушкарский А.С., Боровикова Р.П., Смирнов В.А. Методы измерения характеристик термоэлектрисеских материалов и преобразователей. М.: Наука, 1974. 168 с.

  25. Tagiyev M.M., Abdullayeva I.A. Influence of Gamma Radiation on Magnetoelectric Properties of Extruded Samples of Solid Solution Bi85Sb15〈Te〉Modified ZrO2 // Int. J. Modern Phys. 2022. V. 36. № 18. 2250103 https://doi.org/10.1142/S021797922250103X

  26. Самедов Ф.С., Тагиев М.М., Абдинов Д.Ш. Влияние отжига на электрические свойства экструдированных образцов твердого раствора Bi0.85Sb0.15 // Неорган. материалы. 1997. Т. 33. № 12. С. 1460–1462.

  27. Земсков В.С., Бородин П.Г., Белая А.Д., Рослов С.А. Явления переноса в висмуте и твердых растворах висмут-сурьма. Винити. М.: ИМЕТ. 1978. 52 с.

  28. Тагиев M.M., Агаев З.Ф., Абдинов Д.Ш. Теплопроводность Bi0.85Sb0.15, легированного теллуром // Неорган. материалы. 1994. Т. 30. № 6. С. 776–778.

  29. Агаев З.Ф., Тагиев M.M., Абдинова Г.Д., Багиева Г.З., Абдинов Д.Ш. Теплопроводность экструдированных образцов Bi85Sb15 с примесями Gd и Pb // Неорган. материалы. 2008. Т. 44. № 2. С. 137–139.

  30. Оскотский В.С., Смирнов И.А. Дефекты в кристаллах и теплопроводность. Л.: Наука, 1972. 160 с.

  31. Киреев П.С. Физика полупроводников. М.: Высш. школа, 1975. 584 с.

  32. Yamashita O., Odahara H. Effect of the Thickness of Bi-Te Compound and Cu Electrode on the Resultant Seebeck Coefficient in Touching Cu/Bi-Te/Cu Composites // J. Mater. Sci. 2007. V. 42. № 13. P. 5057–5067.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал