Ромака В.А., Стадник Ю.В., Рогль П., Ромака В.В., Крайовський В.Я., Лах О.І.,Горинь А.М. Оптимізація параметрів термоелектричного матеріалу на основі інтерметалічного напівпровідника n-ZrNiSn

PDF

Повне видання (PDF)

Ромака В.А.
Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. Підстригача НАН України, вул. Наукова, 3-б, Львів, 79060, Україна;
Національний університет «Львівська політехніка», вул. С. Бендери, 12, Львів, 79013, Україна

Стадник Ю.В.
Львівський національний університет ім. І.Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6, Львів, 79005, Україна

Рогль П.
Інститут фізичної хімії Віденського університету, Відень, А–1090, Австрія

Ромака В.В.
Національний університет «Львівська політехніка», вул. С. Бендери, 12, Львів, 79013, Україна

Крайовський В.Я.
Національний університет «Львівська політехніка», вул. С.Бендери, 12, Львів, 79013, Україна

Лах О.І.
АТЗТ «НВО «Термоприлад» ім. В.І.Лаха, вул. Наукова, 3, Львів, 79060, Україна

Горинь А.М.
Львівський національний університет ім. І.Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6, Львів, 79005, Україна

Ключові слова: кристалічні та електронні структури, напівпровідник, електропровідність.

Анотація: Досліджено структурні, енергетичні, електрокінетичні та магнітні характеристики інтерметалічного напівпровідника n-ZrNiSn, сильнолегованого домішкою Ni. Запропоновано новий спосіб оптимізації параметрів термоелектричного матеріалу на основі n-ZrNiSn, що використовує особливості його кристалічної структури. Встановлено механізм акумулювання у тетраедричних пустотах сполуки ZrNiSn як власних надлишкових атомів, так і домішкових, що генерує у напівпровіднику невідомі раніше енергетичні рівні. Показано, що одержаний термоелектричний матеріал (Zr1-yNiy)Ni1+xSn має високу ефективність перетворення теплової енергії в електричну у діапазоні досліджених температур.

Література

  1. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства: // Л.И. Анатычук // [довідник]. К.: Наукова думка, 1979, 768 с.
  2. Tritt T.M. Thermoelectric Materials, Phenomena, and Applications: A Bird’s Eye View / T.M. Tritt // MRS Bulletin, Vol. 31, 188 (2006).
  3. Effect of substitutions on the thermoelectric figure of merit of half-Heusler phases at 800°C / S.R. Culp, S.J. Poon, N. Hickman [etc] // Appl. Phys. Letters, Vol. 88, № 16, 042106-1-3 (2006).
  4. High temperature thermoelectric properties of NiZrSn half-Heusler compounds / Y. Kawaharada, H. Uneda, H. Muta [etc] // J. of Alloys and Compounds, Vol. 364, 59 (2004).
  5. Transport properties of pure and doped MNiSn (M = Zr, Hf) / C. Uher, J. Yang, S. Hu // Phys. Rev. B, Vol. 59, № 13, 8615 (1999).
  6. Особенности интерметаллического полупроводника n-ZrNiSn, сильно легированного атомами редкоземельных металлов / В.А. Ромака, D. Fruchart, E.K Hlil [и др] // ФТП, Т. 44, вып. 3, 310 (2010).
  7. Шкловский Б.И.Электронные свойства легированных полупроводников. / Б.И. Шкловський, А.Л. Эфрос // М.: Наука, 1979, 416 с.
  8. Ромака В.А.Інтерметалічні напівпровідники: властивості та застосування. / В.А. Ромака, В.В. Ромака, Ю.В. Стадник // Львів, Львівська політехніка, 2011, 488 с.
  9. Ferro R. and Saccone A. Intermetallic Chemistry. Amsterdam: Elsevier, 2008, 786 р.
  10. Условия достижения максимальных значений коэффициента термоэлектрической мощности в интерметаллических полупроводниках структурного типа MgAgAs / В.А. Ромака, Д. Фрушарт, Ю.В. Стаднык [и др.] // ФТП, Т. 40, вып. 11, 1309 (2006).
  11. Pecharsky V.K., Zavalij P.U. Fundamentals of Pawder Diffraction and Structural Characterization of Materials. NY, Springer, 2005, 713 р.
  12. Akselrud L.G., Grin Yu.N., Zavalii P.Yu., Pecharsky V.K., Fundamenskii V.S. CSD – universal program package for single crystal or powder structure data treatment // 12 Eur. Crystallogr. Meeting / Coll. Abstr., Vol. 3, Moskow: Nauka, 155 (1989).
  13. Schröter M., Ebert H., Akai H., Entel P., Hoffmann E., Reddy G.G. First-principles investigations of atomic disorder effects on magnetic and structural instabilities in transition-metal alloys // Phys. Rev. B, Vol. 52, 188 (1995).
  14. Особенности проводимости сильно легированного акцепторной примесью в интерметаллического полупроводника n-ZrNiSn / В.А. Ромака, Ю.В. Стаднык, В.В. Ромака [и др.] // ФТП, Т. 41, вып. 9, 1059 (2007).

Надійшла до редакції 23.10.2012