Дослідження нового термоелектричного матеріалу, отриманого легуванням n-HfNiSn атомами Nb
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.26.4.787-793Ключові слова:
напівпровідник, електропровідність, коефіцієнт термо-ерс, рівень ФерміАнотація
Досліджено структурні, кінетичні, енергетичні та магнітні властивості нового термоелектричного матеріалу Hf1-xNbxNiSn, отриманого легуванням напівпровідника n-HfNiSn атомами Nb, уведеними у структуру шляхом заміщення у кристалографічній позиції 4a атомів Hf. Встановлено, що за концентрацій х=0.02 включно існує твердий розчин заміщення Hf1-xNbxNiSn атомів Hf (5d26s2) на атоми Nb (4d45s1). При цьому у структурі Hf1-xNbxNiSn генеруються дефекти донорної природи (Nb містить більше d-електронів, ніж атом Hf), а в забороненій зоні εg з’являються домішкові донорні стани εD. За концентрацій 0.02<х≤0.05, ймовірно, заміщення відбувається шляхом витіснення атомами Nb атомів Ni з позиції 4а, яку у вихідній сполуці HfNiSn займала статистична суміш атомів Hf та Ni. При цьому у структурі Hf1-xNbxNiSn генеруються дефекти акцепторної природи (Nb містить менше d-електронів, ніж атом Ni), а в забороненій зоні εg з’являються домішкові акцепторні стани εА. Співвідношення донорних та акцепторних станів визначає тип провідності Hf1-xNbxNiSn. Показано, що напівпровідниковий твердий розчин Hf1-xNbxNiSn володіє високою ефективністю перетворення теплової енергії в електричну.
Посилання
R. Marazza, R. Ferro, G. Rambaldi, Some phases in ternary alloys of titanium, zirconium, and hafnium, with a MgAgAs or AlCu2Mn type structure, J. Less-Common Met. 39, 341 (1975); https://doi.org/10.1016/0022-5088(75)90207-6.
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); https://opac.lpnu.ua/bib/1131184.
V.A. Romaka, D. Fruchart, Yu.V. Stadnyk, J. Tobola, Yu.K. Gorelenko, M.G. Shelyapina, L.P. Romaka, V.F. Chekurin, Conditions for attaining the maximum values of thermoelectric power in intermetallic semiconductors of the MgAgAs structural type, Semiconductors 40(11), 1275, (2006); https://doi.org/10.1134/S1063782606110054.
V.A. Romaka, P. Rogl, Yu.V. Stadnyk, E.K. Hlil, V.V. Romaka, A.M. Goryn, Features of conductivity of the intermetallic semiconductor n-ZrNiSn heavily doped with a Bi donor impurity, Semiconductors, 46(7), 887 (2012); https://doi.org/10.1134/S1063782612070172
V.V. Romaka, P. Rogl, L. Romaka, Yu. Stadnyk, A. Grytsiv, O. Lakh, V. Krayovskii, Peculiarities of structural disorder in Zr- and Hf-containing Heusler and half-Heusler stannides, Intermetallics 35, 45 (2013); http://dx.doi.org/10.1016/j.intermet.2012.11.022.
M. Schruter, H. Ebert, H. Akai, P. Entel, E. Hoffmann, G.G. Reddy, First-principles investigations of atomic disorder effects on magnetic and structural instabilities in transition-metal alloys, Phys. Rev. B 52, 188 (1995); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.52.188.
V.A. Romaka, P. Rogl, V.V. Romaka, D. Kaczorowski, V.Ya. Krayovskyy, Yu.V. Stadnyk, and A. M. Horyn, Features of the Band Structure and Conduction Mechanisms of n-HfNiSn Heavily Doped with Y, Semiconductors 51(2), 139, (2017). https://doi.org/10.1134/S106378261702018X.
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.
V. Moruzzi, J. Janak, A. Williams, Calculated Electronic Properties of Metals, Pergamon Press, NY (1978); https://doi.org/10.1016/B978-0-08-022705-4.50002-8.
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.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 L. Romaka, Yu. Stadnyk, V.A. Romaka, A. Horyn, V.V. Romaka, P. Demchenko, P. Haranyuk
Ця робота ліцензованаІз Зазначенням Авторства 3.0 Міжнародна.
