Полупроводники

Исследование нанокристаллических и полученных традиционными методами термоэлектрических материалов на основе Bi$_2$Te$_{3-x}$Se$_x$, Bi$_{2-x}$Sb$_x$Te$_3$, PbTe и GeTe

Ю. И. Штерн^a, А. А. Шерченков^a, М. Ю. Штерн^a, М. С. Рогачев^a, Н. Ю. Табачкова<sup>b

a</sup> Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Москва, Россия
^b Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия

Аннотация: Изготовлены и исследованы эффективные термоэлектрические материалы на основе Bi$_2$Te$_{3-x}$Se$_x$, Bi$_{2-x}$Sb$_x$Te$_3$, PbTe и GeTe для температур 200–900 K, полученные традиционными методами и с помощью наноструктурирования. Проведен сравнительный анализ основных физических параметров этих материалов, определены температурные зависимости термоэлектрических параметров и термоэлектрической добротности. Установлена взаимосвязь структуры и термоэлектрических параметров в нанокристаллических материалах. При исследовании механизмов теплопереноса показано, что увеличение термоэлектрической добротности в нанокристаллических материалах на 10–21% определяется снижением фононной теплопроводности. В результате расчета трехсекционного термоэлемента, в структуре которого использованы нанокристаллические термоэлектрические материалы, получено высокое значение КПД, равное 18% при температурах 300–900 K.

Ключевые слова: термоэлектрические материалы, наноструктура, термоэлектрические параметры, механизмы теплопереноса.

Поступила в редакцию: 29.10.2024
Исправленный вариант: 14.10.2025
Принята в печать: 24.10.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.10.61962.286-25

Реферативные базы данных:

•