Нові термоелектричні матеріали на основі фаз пів-Гейслера

Abstract

Наведено результати досліджень нового класу термоелектричних матеріалів з високою ефек- тивністю перетворення теплової енергії на електричну, отриманих легуванням напівпровідникових фаз пів-Гейслера TiNiSn, ZrNiSn, HfNiSn, TiCoSb, VFeSb, ZrCoSb та RNiSb (R – рідкісноземельний метал) акцепторними і/або донорними домішками, що дає змогу керувати положенням рівня Фермі, змінюючи значення електроопору, коефіцієнтів термо-ерс та теплопровідності. Дослідження структурних, термодина- мічних, електрокінетичних, енергетичних та магнітних властивостей термоелектричних матеріалів дало можливість встановити особливості трансформацій їхніх кристалічної та електронної структур, механізмів електропровідності. Сформульовано та запроваджено фізичні принципи оптимізації властивостей фаз пів- Гейслера для отримання максимальних значень термоелектричної добротності. Зокрема, розроблено алго- ритм керування властивостями термоелектричних матеріалів у результаті їхнього моделювання методами KKR (пакет AkaiKKR для потенціалу MJW) та FLAPW у межах теорії функціонала густини DFT (пакет Vienna Ab initio Simulation Package VASP v. 5.4.4) та циклічного корегування початкових умов розрахунків з параметрами експериментальних вимірювань. Для наукових працівників, аспірантів та студентів спеціаль- ностей “Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка”, “Матеріалознавство”, “Мікро- та наносистемна техніка”, “Прикладна фізика та наноматеріали”.