1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российские нанотехнологии
  4. T. 19, № 3, 2024

Российские нанотехнологии, 2024, T. 19, № 3, стр. 327-333

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДА ЦИНКА, ЛЕГИРОВАННОГО ИОНАМИ АЛЮМИНИЯ И НИКЕЛЯ

Е. В. Чернышова 1, *, Е. А. Колесников 1, Ф. Ю. Бочканов 1, Е. В. Аргунов 1, А. И. Воронин 1, В. В. Ховайло 1

1 Университет науки и технологий МИСИС
Москва, Россия

* E-mail: evgeniachernyshova8@gmail.com

Поступила в редакцию 12.04.2024
После доработки 12.04.2024
Принята к публикации 10.05.2024

Аннотация

Методом химического соосаждения синтезирован термоэлектрический материал номинального состава Zn0.97Al0.02Ni0.01O. Основная фаза полученного порошка – вюрцит, изменение параметров ее кристаллической решетки указывает на замещение Zn2+ на Al3+, а также наблюдается небольшое содержание Ni1–zZnzO. Фаза Ni1–zZnzO преимущественно располагалась на границах зерен, блокируя их рост во время искрового плазменного спекания. Полученная морфология усиливает процессы рассеяния фононов, что приводит к снижению теплопроводности. Электропроводность имеет активационный характер и значительно повышается в сравнении с нелегированным ZnO, так как увеличивается концентрация носителей заряда с замещением Zn2+/Al3+. Таким образом, метод химического соосаждения позволяет получить легированный ZnO с увеличением термоэлектрической эффективности более чем в 2 раза относительно нелегированного ZnO.

Список литературы

  1. Pei Y., LaLonde A., Iwanaga S., Snyder G.J. // Energy Environ. Sci. 2011. V. 4. P. 1929. https://doi.org/10.1039/C0EE00456A

  2. Basu R., Bhattacharya S., Bhatt R. et al. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. P. 6922. https://doi.org/10.1039/c3ta14259k

  3. Raphel A., Vivekanandhan P., Rajasekaran A.K., Kumaran S. // Mater. Today Commun. 2023. V. 35. 105880. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.105880

  4. Kołodziejczak-Radzimska A., Jesionowski T. // Materials. 2014. V. 7. № 4. P 2833. https://doi.org/10.3390/ma7042833

  5. Wojnarowicz J., Chudoba T., Lojkowski W. // Nanomater. 2020. V. 10. № 6. P. 1086. https://doi.org/10.3390/nano10061086

  6. Taglieri G., Daniele V., Maurizio V. et al. // Nanomater. 2023. V. 13. P. 2458. https://doi.org/10.3390/ nano13172458

  7. Lee P.J., Saion E., Al-Hada N.M., Soltani N. // Metals. 2015. V. 5. P. 2383. https://doi.org/10.3390/met5042383

  8. Choi M., An J., Lee H. et al. // Nat. Commun. 2024. V. 15. P. 1996. https://doi.org/10.1038/s41467-024-46182-2

  9. Gayner C. // Chem. Eng. J. 2021. V. 413. P. 128149. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.128149

  10. Berardan D., Byl C., Dragoe N. // J. Am. Ceram. Soc. 2010. V. 93. № 8. P. 2352. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.03751.x

  11. Jeong A., Ohtaki M., Jang B.-K. // Ceram. Int. 2022. V. 48. P. 14414. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.01.334

  12. Han L., Nong N.V., Hung L.T. et al. // J. Alloys Compd. 2013. V. 555. P. 291. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.12.091

  13. Park K., Kim K.K., Seong J.K. et al. // Mater. Lett. 2007. V. 61. P. 4759. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2007.03.021

  14. Yin Y., Yuan M., Tan X. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49. P. 22753. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.04.080

  15. Jood P., Mehta R.J., Zhang Y. et al. // Nano Lett. 2011. V. 11. № 10. P. 4337. https://doi.org/10.1021/nl202439h

  16. Kim K.H., Shim S.H., Shim K.B. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2005. V. 88. № 3. P. 628. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2005.00131.x

  17. Sulaiman S., Sudin I., Al-Naib U.M.B., Omar M.F. // Cryst. 2022. V. 12. P. 1076. https://doi.org/10.3390/cryst12081076

  18. Koresh I., Amouyal Y. // J. Eur. Ceram. Soc. 2017. V. 37. № 11. P. 3541. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2017.04.042

  19. Kittel C. Introduction to Solid State Physics. USA: John Wiley & Sons, Inc, 2005. 680 p.

  20. Иоффе А.Ф. Полупроводниковые элементы. M.: Изд-во АН СССР, 1956. 194 с.

  21. Shannon R.D. // Acta Cryst. A. 1976. V. 32. № 5. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551

  22. Sayari A., Mir L.E. // KONA Powder Part. J. 2015. V. 32. P. 154. https://doi.org/10.14356/kona.2015003

  23. Colder H., Guilmeau E., Harnois C. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2011. V. 31. № 15. P. 2957. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.07.006

  24. Barón-Miranda J.A., Calzadilla O., San-Juan-Hernández S. et al. // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2018. V. 29. № 3. P. 2016. https://doi.org/10.1007/s10854-017-8113-x

  25. Humphreys F.J., Hatherly M. // Recrystallization and Related Annealing Phenomena. Dutch. Elsevier Ltd., 2004. P. 379. https://doi.org/10.1016/B978-008044164-1/50016-5

  26. Park K., Seong J.K., Kim G.H. // J. Alloys Compd. 2009. V. 473. № 1–2. P. 423. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.05.101

  27. Serhiienko I., Novitskii A., Sviridova T. et al. // J. Alloys Compd. 2024. V. 976. P. 173106. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.173106

  28. Cheng H., Xu X.J., Hng H.H., Ma J. // Ceram. Int. 2009. V. 35. № 8. P. 3067. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2009.04.010

  29. Park K., Seong J.K., Nahm S. // J. Alloys Compd. 2008. V. 455. № 1–2. P. 331. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.01.080

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российские нанотехнологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал