ОАО «Гиредмет»

И. А. Драбкин

В. В. Каратаев

В. Б. Освенский

Ю. Н. Пархоменко

А. И. Сорокин

Л. П. Булат

ФГБНУ «Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов

Г. И. Пивоваров

ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

В. Т. Бублик

Н. Ю. Табачкова

Исследована зависимость термоэлектрических свойств наноструктурированного объемного материала (Bi,Sb)₂Te₃ от состава и температуры SPS−спекания Т_SPS. Обнаружено, что твердый раствор Bi_0,4Sb_1,6Te₃, спеченный при температуре 450—500 °С, имеет термоэлектрическую эффективность ZT = 1,25÷1,28. Зависимость термоэлектрических свойств от температуры спекания Т_SPS выше 400 °С коррелирует с изменением тонкой структуры материала, которое определяется перераспределением донорных точечных дефектов вакансионного типа в процессе повторной рекристаллизации. Установлено, что точечные структурные дефекты вносят существенный вклад в формирование термоэлектрических свойств наноструктурированного материала.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России (государственный контракт от 31 мая 2011 г. №16.523.11.3002).

Структурные исследования выполнены на оборудовании ЦКП «Материаловедение и металлургия» на базе НИТУ «МИСиС».

1. Poudel, B. High−thermoelectric performance of nanostructured bismuth antimony telluride bulk alloys / B. Poudel, Q. Hao, Y. Ma, X. Y. Lan, A. Minnich, B. Yu, X. Yan, D. Z. Wang, A. Muto, D. Vashaee, X. Y. Chen, J. M. Liu, M. S. Dresselhaus, G. Chen, Z. F. Ren // Science. − 2008. − V. 320, N 5876. − P. 634—638.
2. Fan, S. J. Р−type Bi_0,4Sb_1,6Te₃ nanocomposites with enhanced figure of merit / S. J. Fan, J. Zhao, J. Guo, Q. Yan, J. Ma, H. Hоng // Appl. Phys. − 2010. − V. 96, N 182104. − P. 456—459.
3. Бублик, В. Т. Структура объемного термоэлектрического материала на основе (Bi,Sb)₂Te₃, полученная методом искрового плазменного спекания / В. Т. Бублик, И. А. Драбкин, В. В. Каратаев, М. Г. Лаврентьев, В. Б. Освенский, Ю. Н. Пархоменко, Г. И. Пивоваров, А. И. Сорокин, Н. Ю. Табачкова // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2012. − № 3. − С. 10—17.
4. Абрютин, В. Н. Измерение термоэлектрических образцов методом Хармана / В. Н. Абрютин, И. А. Драбкин, И. И. Марончук, В. Б. Освенский // IX Межгосударств. семинар «Термоэлектрики и их применения». − СПб: ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, 2004. − С. 303—308.
5. Keawprak, N. Effect of sintering temperature on the thermoelectric properties of pulse discharge sintered (Bi_0,24Sb_0,76)₂Te₃ alloy / N. Keawprak, Z. M. Suna, H. Hashimoto, M. W. Barsoumb // J. Alloys and Compounds. − 2005. −V. 397, N 2. − Р. 236—244.
6. Булат, Л. П. Влияние рассеяния на границах на теплопроводность наноструктурированного полупроводникового материала на основе твердого раствора Bi_xSb_2−xTe₃ / Л. П. Булат, И. И. Драбкин, В. В. Каратаев, В. Б. Освенский, Д. А. Пшенай−Северин // ФТТ. − 2010. − Т. 52, № 9. − С. 1712—1716.
7. Zhao, D. Enhanced thermoelectric and mechanical properties in textured n−type Bi₂Te₃ prepared by spark plasma sintering / D. Zhao, B. P. Zhang, J. F. Li, H. L. Zhang, W. S. Liu // Solid State Sciences. − 2008. − N 10. − Р. 651—658.
8. Lan, Y. Structure study of bulk nanograined thermoelectric bismuth antimony telluride / Y. Lan, B. Poudel, Y. Ma, M. S. Dresselhaus, G. Chen, Z. Ren // Nano Lett. − 2009. − V. 9, N 4. − P. 1419—1422.
9. Бублик, В. Т. Транспортные свойства в области температур 10—300 К наноструктурированного p−Bi_0,5Sb_1,5Te₃, полученного методом искрового плазменного спекания / В. Т. Бублик, З. М. Дашевский, И. А. Драбкин, В. В Каратаев, В. Б. Освенский, Г. И. Пивоваров, Д. А. Пшенай−Северин, Н. Ю. Табачкова // XII Межгосударств. семинар «Термоэлектрики и их применения». − СПб: ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН, 2010. − С. 250—252.