Peculiarities of structural, electrokinetic, energetic, and magnetic properties semiconductive solid solution Lu1-xVxNiSb

Ю. Стадник; В.А. Ромака; Л. Ромака; П. Демченко; А. Горинь; О. Поплавський; В. Пашкевич; П. Гаранюк

doi:10.15330/pcss.24.1.84-91

Автор(и)

Ю. Стадник Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
В.А. Ромака Національний університет "Львівська політехніка", Львів, Україна
Л. Ромака Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
П. Демченко Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
А. Горинь Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
О. Поплавський Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна
В. Пашкевич Національний університет "Львівська політехніка", Львів, Україна
П. Гаранюк Національний університет "Львівська політехніка", Львів, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.24.1.84-91

Ключові слова:

напівпровідник, електропровідність, коефіцієнт термо-ерс, рівень Фермі

Анотація

Досліджено структурні, електрокінетичні, енергетичні та магнітні властивості нового напівпровідникового твердого розчину Lu_1-_xV_xNiSb, х=0–0.10. Показано, що атоми V можуть одночасно у різних співвідношеннях займати різні кристалографічні позиції, генеруючи структурні дефекти акцепторної та донорної природи. Це породжує у забороненій зоні ε_g Lu_1-_xV_xNiSb відповідні акцепторні та донорні зони. Встановлено механізм формування двох акцепторних зон з різною глибиною залягання: дрібна акцепторна зона ε_А², утворена дефектами при заміщенні у позиції 4с атомів Ni на V, та зона ε_А¹, породжена вакансіями у структурі LuNiSb. Співвідношення концентрацій генерованих дефектів визначає положення рівня Фермі ε_F та механізми провідності. Досліджений твердий розчин Lu_1-_xV_xNiSb є перспективним термоелектричним матеріалом.

Посилання

K. Hartjes, W. Jeitschko, Crystal structure and magnetic properties of the lanthanoid nickel antimonides LnNiSb (Ln=La–Nd, Sm, Gd–Tm, Lu), J. Alloys Compd. 226, 81 (1995); https://doi.org/10.1016/0925-8388(95)01573-6.

V.A. Romaka, Yu.V. Stadnyk, V.Ya. Krayovskyy, L.P. Romaka, O.P. Guk, V.V. Romaka, M.M. Mykyychuk, A.M. Horyn, The latest heat-sensitive materials and temperature transducers, Lviv Polytechnic Publishing House, Lviv (2020). ISBN 978-966-941-478-6. [in Ukrainian].

L.I. Anatychuk, Thermoelements and thermoelectric devices. Reference book, Naukova dumka, Kyiv (1979). [in Russian].

I.Karla, J. Pierre, R.V. Skolozdra, Physical properties and giant magnetoresistance in RNiSb compounds, J. Alloys Compd, 265, 42 (1998); https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00419-2.

V.V. Romaka, L. Romaka, A. Horyn, P. Rogl, Yu. Stadnyk, N. Melnychenko, M. Orlovskyy, V. Krayovskyy, Peculiarities of thermoelectric half-Heusler phase formation in Gd-Ni-Sb and Lu-Ni-Sb ternary systems, J. Solid State Chem, 239, 145 (2016); https://doi.org/10.1016/j.jssc.2016.04.029.

V.V. Romaka, L. Romaka, A. Horyn, Yu. Stadnyk, Experimental and theoretical investigation of the Y–Ni–Sb and Tm–Ni–Sb systems, J. Alloys Compd., 855, 157334 (2021); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157334.

. Yu. Stadnyk, L. Romaka, V. А. Romaka, А. Horyn, V. Krayovskii, P. Klyzub, M. Rokomanyuk, Study of semiconducting thermoelectric material Er1-xZrxNiSb, Coll. Abs. XXII Int. Seminar Phys. Chem. Solids. June 17-19, 2020, Lviv, Ukraine.  2020.  P. 35.

Yu.V., Stadnyk, L.P. Romaka, A.M. Horyn, V.V. Romaka, M.V. Rokomanuk, V.Z. Pashkevych, Study of semiconducting thermoelectric material Er1-xScxNiSb, Coll. Abs. XVIII Int. Freik Conf. Phys., Technol. Thin Films and Nanosystems. October 11-16, 2021, Ivano-Frankivsk, Ukraine.  2021.  P. 88.

Yu. Stadnyk, V.A. Romaka, L. Romaka, A. Horyn, V. Pashkevych, M Rokomanuk, Experimental studies of thermoelectric material Lu1-xScxNiSb, Proc. IІ Intern. Scientific Conference «Currrent Problems of Chemistry, Materials Science and Ecology», Lutsk, Ukraine, 1-3 June 2022, p. 84-86.

V.A. Romaka, Yu.V. Stadnyk, L.P. Romaka, V.Z. Pashkevych, V.V. Romaka, A.M. Horyn, P.Yu. Demchenko, Study of structural, thermodynamic, energy, kinetic and magnetic properties of thermoelectric material Lu1-xZrxNiSb, J. Thermoelectricity, 1, 32 (2021); http://jt.inst.cv.ua/jt/jt_2021_01_en.pdf.

V.A. Romaka, Yu. V. Stadnyk, L. P. Romaka, A. M. Horyn, V. Z. Pashkevych, M.V. Rokomanuk, Features of structural, thermodynamic, energetic, kinetic and magnetic characteristic of Lu1-xZrxNiSb solid solution, Coll. Abs. XVIII Int. Freik Conf. Phys., Technol. Thin Films and Nanosystems. October 11-16, 2021, Ivano-Frankivsk, Ukraine.  2021.  P. 87.

V.A. Romaka, E.K. Hlil, Ya.V. Skolozdra, P. Rogl, Yu.V. Stadnyk, L.P. Romaka, and A.M. Goryn, Features of the Mechanisms of Generation and “Healing” of Structural Defects in the Heavily Doped Intermetallic Semiconductor n-ZrNiSn, Semiconductors, 43, 1115 (2009); https://doi.org/10.1134/S1063782609090024.

T. Roisnel, J. Rodriguez-Carvajal, WinPLOTR: a windows tool for powder diffraction patterns analysis, Mater. Sci. Forum, Proc. EPDIC7, 378, 118 (2001); https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.378-381.118.

B.I. Shklovskii and A.L. Efros, Electronic properties of doped semiconductors, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg (1984); https://doi.org/10.1007/978-3-662-02403-4.

N.F. Mott and E.A. Davis, Electron processes in non-crystalline materials, Clarendon Press, Oxford (1979).