Полупроводники

Исследование поверхности в нанокомпозитных термоэлектриках на основе халькогенидов висмута и сурьмы методами сканирующей туннельной спектроскопии и атомно-силовой микроскопии

Л. Н. Лукьянова, И. В. Макаренко, А. Ю. Самунин, А. А. Шабалдин, О. А. Усов

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: В нанокомпозитных твердых растворах Bi$_{0.45}$Sb$_{1.55}$Te$_{2.985}$ с микровключениями SiO$_2$ и в наноструктурированных поликристаллических образцах Bi$_{0.45}$Sb$_{1.55}$Te$_{2.985}$, полученных горячим прессованием, исследована морфология поверхности полуконтактным методом атомно-силовой микроскопии. Оптимизация количества и размеров зерен и нанофрагментов коррелирует с термоэлектрическими свойствами, при этом в нанокомпозите с меньшими размерами зерен и нанофрагментов термоэлектрическая эффективность возрастает по сравнению с поликристаллом. Методом сканирующей туннельной спектроскопии исследованы поверхностные состояния фермионов Дирака. Определены энергия точки Дирака, положение краев валентной зоны и зоны проводимости, энергия уровней дефектов, ширина запрещенной зоны и поверхностная концентрация фермионов для различных фрагментов поверхности в нанокомпозитах и наноструктурированных поликристаллах. Установлена корреляция между поверхностной концентрацией фермионов и термоэлектрическими свойствами.

Ключевые слова: теллурид висмута, твердые растворы, нанокомпозиты, морфология поверхности, сканирующая туннельная спектроскопия, уровни дефектов.

Поступила в редакцию: 31.07.2024
Исправленный вариант: 09.08.2024
Принята в печать: 16.10.2024

DOI: 10.61011/FTT.2024.11.59319.209

Реферативные базы данных:

•