Твердые растворы на основе теллурида висмута, легированные графеном
Л. Д. Иванова, Ю. В. Гранаткина, И. Ю. Нихезина, А. Г. Мальчев,
Д. С. Никулин, М. Ю. Штерн, А. Р. Ерофеева
Исследованы микроструктура и термоэлектрические свойства материалов на основе твердых растворов Bi0,5Sb1,5Te3 p-типа проводимости и Bi2Te2,4Se0,6 n-типа проводимости, легированные графеном. Образцы получали искровым плазменным спеканием порошков, приготовленных спиннингованием расплава и измельченных в шаровой мельнице вместе с пластинами графена, которые вводили в количестве 0,05; 0,1 и 0,15 маcс.%. Для исследования состава и микроструктуры использовали электронную растровую микроскопию. Образцы р-типа проводимости имели мелкозеренную (порядка сотен нанометров) структуру с включениями эвтектики на основе теллура микронных размеров. Образцы n-типа проводимости содержали зерна с оплавленными краями. Измерены термоэлектрические параметры: коэффициент Зеебека, удельная электропроводность, теплопроводность при комнатной температуре и в интервале температур 100 – 700 К, а также рассчитан коэффициент термоэлектрической добротности. При добавлении в твердый раствор р-типа проводимости 0,15 масc.% пластин графена, максимум термоэлектрической добротности материала (ZT)max увеличился на 13 % и при 420 К составил значение 1,3. Для образца n-типа проводимости, легированного графеном, наиболее высокая величина (ZT)max = 0,83 при 470 К была получена при добавлении 0,1 масc. % пластин графена.
Ключевые слова: теллурид висмута и сурьмы, халькогенид висмута, графеновые пластины, спиннингование расплава, искровое плазменное спекание, микроструктура, термоэлектрические свойства.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-5-5-16
Ссылка:
Иванова Л.Д., Гранаткина Ю.В., Нихезина И.Ю., Мальчев А.Г., Никулин Д.С., Штерн М.Ю., Ерофеева А.Р. Твердые растворы на основе теллурида висмута, легированные графеном. Перспективные материалы, 2024, № 5, c. 5 – 16. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-5-5-16