Полупроводники
Увеличение термоэлектрической добротности твердых растворов на основе SrTiO$_3$ с помощью механоактивации
Ю. С. Орловab,
С. Н. Верещагинc,
Л. А. Соловьевc,
А. А. Борусb,
А. В. Никитинd,
М. В. Бушинскийd,
С. М. Жарковab,
Г. М. Зеерa,
В. С. Бондаревab,
Ю. Н. Устюжанинb,
М. Н. Волочаевb,
В. А. Дудниковb a Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
b Институт физики им. Л.В. Киренского, Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр" СО РАН, Красноярск, Россия
c Институт химии и химической технологии, Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр" СО РАН, Красноярск, Россия
d Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению,
Минск, Беларусь
Аннотация:
Исследовано влияние высокоэнергетической механоактивации на термоэлектрические свойства поликристаллических образцов Dy
$_{0.075}$Sr
$_{0.925}$Ti
$_{1-x}$P
$_x$O
$_3$ (
$x$ = 0, 0.01, 0.025). Полученные твердые растворы имеют отрицательный коэффициент Зеебека, почти линейно увеличивающийся по абсолютному значению с повышением температуры. Для всех образцов наблюдается смена типа электропроводности с полупроводникового на металлический. Сравнительный анализ полученных результатов в температурном диапазоне 300–800 K показал существенное уменьшение удельного электросопротивления при незначительном изменении коэффициента Зеебека, увеличивая термоэлектрический фактор мощности до 12.2
$\mu$W/(cm
$\cdot$ K
$^2$) при
$x$ = 0. Несмотря на увеличение теплопроводности, измеренной при температуре 300–673 K, термо-электрическая добротность
$ZT$ механоактивированных образцов при
$T$ = 670 K, выше, чем у не подвергавшихся механоактивации. Полученное для
$x$ = 0 значение добротности
$ZT$ = 0.31, является одним из самых высоких, о которых сообщалось в литературе для термоэлектриков на основе SrTiO
$_3$ при данной температуре. Замещение титана на фосфор не улучшает термоэлектрические характеристики. Тенденция уменьшения электросопротивления и увеличения теплопроводности в результате механоактивации наблюдается для всех исследованных образцов.
Ключевые слова:
термоэлектричесво, электронная микроскопия, механоактивация, твердые растворы.
Поступила в редакцию: 02.11.2023
Исправленный вариант: 30.11.2023
Принята в печать: 25.12.2023
DOI:
10.61011/FTT.2024.03.57476.247