The 55 reference contexts in paper E. Avilov S., M. Korzhuev A., M. Kretova A., Е. Авилов С., М. Коржуев А., М. Кретова А. (2018) “ЭКСПРЕСС-МЕТОДИКИ АНАЛИЗА ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ // EXPRESS METHODS FOR ANALYSING THERMO-ELECTRIC MATERIALS AND CONVERTER CHARACTERISTICS” / spz:neicon:vestnik:y:2018:i:1:p:49-59

  1. Start
    7169
    Prefix
    В последнее время существенно возрос интерес исследователей к прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую, осуществляемое с помощью термоэлектрических преобразователей (ТЭП)
    Exact
    [1-4]
    Suffix
    . В настоящее время исследованиями в области термоэлектричества (ТЭ) занимаются около 900 научных и коммерческих организаций, и более 2000 специалистов из 62 стран мира [5-6]. Существенно увеличилось число вновь синтезированных термоэлектрических материалов (ТЭМ), в том числе наноструктур (НС) с термоэлектрической добротностью ZT =  2 T/.,
    (check this in PDF content)

  2. Start
    7356
    Prefix
    В последнее время существенно возрос интерес исследователей к прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую, осуществляемое с помощью термоэлектрических преобразователей (ТЭП) [1-4]. В настоящее время исследованиями в области термоэлектричества (ТЭ) занимаются около 900 научных и коммерческих организаций, и более 2000 специалистов из 62 стран мира
    Exact
    [5-6]
    Suffix
    . Существенно увеличилось число вновь синтезированных термоэлектрических материалов (ТЭМ), в том числе наноструктур (НС) с термоэлектрической добротностью ZT =  2 T/., (1) повышенной методами нанотехнологий (НТ) [7 – 10].
    (check this in PDF content)

  3. Start
    8301
    Prefix
    -э.д.с.,  =  -1 и = ph+ e - удельные электропроводность и теплопроводность,  - удельное сопротивление, e и ph – электронная и фононная (решеточная) составляющие теплопроводности, T – абсолютная температура) Предложены новые конструкции ТЭП, используемые, в частности, для кондиционирования помещений, в телефонии, компьютерных технологиях, медицине и др.
    Exact
    [4- 5, 11]
    Suffix
    . В результате общее число научных публикаций по ТЭ в мире достигло значительной величины (по оценкам > 3000 в год), что затрудняет их углубленное изучение специалистами. Кроме того, в связи с возрастанием конкуренции в ТЭ отрасли, возникла также необходимость в более тщательной проверке достоверности литературных данных, особенно результатов работ, имеющих коммерческую направленность.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    9145
    Prefix
    В настоящее время эта проблема решается специалистами путем создания новых экспресс - методик исследования ТЭМ и ТЭП, в основе которых лежат нестационарные принципы измерений и компьютерные расчеты
    Exact
    [4-5]
    Suffix
    . Постановка задачи. Целью настоящей работы была краткое описание экспресс - методик, разработанных в последнее время в Лаборатории полупроводниковых материалов ИМЕТ им. А.А.Байкова РАН для анализа характеристик ТЭМ и ТЭП.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    10399
    Prefix
    Комплекс экспресс - методик для исследования ТЭМ и ТЭП 1. Метод термозонда (A1). Метод термозонда традиционно используется в ТЭ при определении типа проводимости ТЭМ, а также для проверки образцов на однородность
    Exact
    [1, 14]
    Suffix
    . В использованной модификации (рис.1) метод позволят определить абсолютную величину и знак термо-э.д.с.  ТЭМ путем последовательного сравнения исследуемого образца с эталоном. Для расчетов используется формула  1= 2U1/U2. (2) (Здесь 1 и U1 – дифференциальная и интегральная термо-э.д.с. исследуемого образца, 2 и U2 – соот
    (check this in PDF content)

  6. Start
    11259
    Prefix
    Scheme of variation of thermo-emf.  by the microprobe method. 1 - sample; 2 - standard; 3 - thermosonde (Cu); 4 - heater; 5 - microvoltmeter; 6 - massive block (Cu) 1 Так, например, значения ZT~ 2, приведенные в работах
    Exact
    [7-8]
    Suffix
    для сверхрешеток с квантовыми ямами и квантовыми точками, «не были затем воспроизведены ни в одной из лабораторий мира» [12]. Работы по автомобильным термоэлектрическим генераторам (АТЭГ), проводившиеся на протяжении последних 10 лет в ряде стран мира, не имели успеха вследствие неучета термодинамических ограничений АТЭГ [5, 13].
    (check this in PDF content)

  7. Start
    11384
    Prefix
    of thermo-emf.  by the microprobe method. 1 - sample; 2 - standard; 3 - thermosonde (Cu); 4 - heater; 5 - microvoltmeter; 6 - massive block (Cu) 1 Так, например, значения ZT~ 2, приведенные в работах [7-8] для сверхрешеток с квантовыми ямами и квантовыми точками, «не были затем воспроизведены ни в одной из лабораторий мира»
    Exact
    [12]
    Suffix
    . Работы по автомобильным термоэлектрическим генераторам (АТЭГ), проводившиеся на протяжении последних 10 лет в ряде стран мира, не имели успеха вследствие неучета термодинамических ограничений АТЭГ [5, 13].
    (check this in PDF content)

  8. Start
    11586
    Prefix
    Работы по автомобильным термоэлектрическим генераторам (АТЭГ), проводившиеся на протяжении последних 10 лет в ряде стран мира, не имели успеха вследствие неучета термодинамических ограничений АТЭГ
    Exact
    [5, 13]
    Suffix
    . Тип проводимости исследуемого образца 1 (рис.1) определяется по известному типу проводимости эталона 2 путем сравнения знаков U1 и U2. 2 Время единичного измерения  составляет около 1 мин, точность измерений .~ 10%. (в случае, если определение  производится по 10- 20 экспериментальным точкам).
    (check this in PDF content)

  9. Start
    12460
    Prefix
    По величине  определяется энергия Ферми EF ТЭМ, а при известной концентрации носителей тока n(p) в образцах - также и эффективные массы плотности состояний - md /m0 = ħ 2 (3π 2 n) 2/3 / (2EFm0). (Здесь ħ= 1,0542.10 -27 эрг/c – постоянная Планка, m0 = 9,1. 10-28 г – масса свободного электрона)
    Exact
    [15, 16]
    Suffix
    . 2. Модификации метода Хармана (A1). Для экспрессных оценок величины термоэлектрической добротности Z=  2 /(k) ТЭМ и ее составляющих (, , k) широко применяется метод Хармана (табл.1) [14].
    (check this in PDF content)

  10. Start
    12668
    Prefix
    (Здесь ħ= 1,0542.10 -27 эрг/c – постоянная Планка, m0 = 9,1. 10-28 г – масса свободного электрона) [15, 16]. 2. Модификации метода Хармана (A1). Для экспрессных оценок величины термоэлектрической добротности Z=  2 /(k) ТЭМ и ее составляющих (, , k) широко применяется метод Хармана (табл.1)
    Exact
    [14]
    Suffix
    . Метод основан на термодинамическом соотношении Херлингера - Бриджмена R= (Ra – Ri)/ Ri= (R// – R~)/ R~= ZT1, которое справедливо для образцов ТЭМ (n- и p-типа проводимости), отдельных термопар, а также последовательно соединенных N одинаковых термопар (N= 1, 2, 3...) (рис.2) [14].
    (check this in PDF content)

  11. Start
    12969
    Prefix
    Метод основан на термодинамическом соотношении Херлингера - Бриджмена R= (Ra – Ri)/ Ri= (R// – R~)/ R~= ZT1, которое справедливо для образцов ТЭМ (n- и p-типа проводимости), отдельных термопар, а также последовательно соединенных N одинаковых термопар (N= 1, 2, 3...) (рис.2)
    Exact
    [14]
    Suffix
    . (Здесь Ra= R// - «адиабатическое» и Ri = R~ - «изотермическое» сопротивления, измеренные на постоянном и переменном токе, , =  -1 , k и  - коэффициент термо-э.д.с., удельные электросопротивление, теплопроводность и электропроводность, I- рабочий ток, S=a∙b- поперечное сечение, a, b и l- ширина, длина и высота образца; T= Т1 – Т0; Т1 , Т0 и T= (Т1 + Т0)/2 - температура верхнего и нижн
    (check this in PDF content)

  12. Start
    13419
    Prefix
    , измеренные на постоянном и переменном токе, , =  -1 , k и  - коэффициент термо-э.д.с., удельные электросопротивление, теплопроводность и электропроводность, I- рабочий ток, S=a∙b- поперечное сечение, a, b и l- ширина, длина и высота образца; T= Т1 – Т0; Т1 , Т0 и T= (Т1 + Т0)/2 - температура верхнего и нижнего концов образца, а также его средняя температура соответственно)
    Exact
    [14]
    Suffix
    . Таблица 1. Основные расчетные формулы метода Хармана [14, 17] Table 1. The main calculation formulas of the Harman method [14, 17] Параметр Parameter ZT .  k T Расчетная формула The calculation formula (R// -R~ )/ R~ I(R// -R~ )/ T R~S/ l IlT/T ZT12/2 Рис.2.
    (check this in PDF content)

  13. Start
    13477
    Prefix
    1 , k и  - коэффициент термо-э.д.с., удельные электросопротивление, теплопроводность и электропроводность, I- рабочий ток, S=a∙b- поперечное сечение, a, b и l- ширина, длина и высота образца; T= Т1 – Т0; Т1 , Т0 и T= (Т1 + Т0)/2 - температура верхнего и нижнего концов образца, а также его средняя температура соответственно) [14]. Таблица 1. Основные расчетные формулы метода Хармана
    Exact
    [14, 17]
    Suffix
    Table 1. The main calculation formulas of the Harman method [14, 17] Параметр Parameter ZT .  k T Расчетная формула The calculation formula (R// -R~ )/ R~ I(R// -R~ )/ T R~S/ l IlT/T ZT12/2 Рис.2.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    13545
    Prefix
    , теплопроводность и электропроводность, I- рабочий ток, S=a∙b- поперечное сечение, a, b и l- ширина, длина и высота образца; T= Т1 – Т0; Т1 , Т0 и T= (Т1 + Т0)/2 - температура верхнего и нижнего концов образца, а также его средняя температура соответственно) [14]. Таблица 1. Основные расчетные формулы метода Хармана [14, 17] Table 1. The main calculation formulas of the Harman method
    Exact
    [14, 17]
    Suffix
    Параметр Parameter ZT .  k T Расчетная формула The calculation formula (R// -R~ )/ R~ I(R// -R~ )/ T R~S/ l IlT/T ZT12/2 Рис.2. Схемы тепловой коммутации однокаскадных (a) и двухкаскадных модулей (b, c) при измерениях методом Хармана.
    (check this in PDF content)

  15. Start
    13813
    Prefix
    The main calculation formulas of the Harman method [14, 17] Параметр Parameter ZT .  k T Расчетная формула The calculation formula (R// -R~ )/ R~ I(R// -R~ )/ T R~S/ l IlT/T ZT12/2 Рис.2. Схемы тепловой коммутации однокаскадных (a) и двухкаскадных модулей (b, c) при измерениях методом Хармана. Включение каскадов: b – (↑↑), c – (↓↑)
    Exact
    [17]
    Suffix
    . Fig.2. Thermal switching circuits for single-stage (a) and two-stage modules (b, c) when measured by the Harman method. Inclusion of cascades: b - (↑↑), c - (↓ ↑) [17]. Соотношения (табл.1) используют для получения характеристик ТЭМ и ТЭП, при этом переход ТЭМ  ТЭП осуществляется заменой:   p - n;   p + n; k  kp + kn.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    13980
    Prefix
    Включение каскадов: b – (↑↑), c – (↓↑) [17]. Fig.2. Thermal switching circuits for single-stage (a) and two-stage modules (b, c) when measured by the Harman method. Inclusion of cascades: b - (↑↑), c - (↓ ↑)
    Exact
    [17]
    Suffix
    . Соотношения (табл.1) используют для получения характеристик ТЭМ и ТЭП, при этом переход ТЭМ  ТЭП осуществляется заменой:   p - n;   p + n; k  kp + kn. (Здесь индексами n и p отмечены характеристики электронной и дырочной ветвей термопар) [14].
    (check this in PDF content)

  17. Start
    14227
    Prefix
    Соотношения (табл.1) используют для получения характеристик ТЭМ и ТЭП, при этом переход ТЭМ  ТЭП осуществляется заменой:   p - n;   p + n; k  kp + kn. (Здесь индексами n и p отмечены характеристики электронной и дырочной ветвей термопар)
    Exact
    [14]
    Suffix
    . В [17] метод Хармана был распространен на многокаскадные модули и неоднородные ветви термопар. Подход [17] основан на применимости метода Хармана к однородным участкам неоднородных ветвей и к отдельным ступеням многокаскадных модулей с различным числом термопар (N) (рис.2b и 2c).
    (check this in PDF content)

  18. Start
    14234
    Prefix
    Соотношения (табл.1) используют для получения характеристик ТЭМ и ТЭП, при этом переход ТЭМ  ТЭП осуществляется заменой:   p - n;   p + n; k  kp + kn. (Здесь индексами n и p отмечены характеристики электронной и дырочной ветвей термопар) [14]. В
    Exact
    [17]
    Suffix
    метод Хармана был распространен на многокаскадные модули и неоднородные ветви термопар. Подход [17] основан на применимости метода Хармана к однородным участкам неоднородных ветвей и к отдельным ступеням многокаскадных модулей с различным числом термопар (N) (рис.2b и 2c).
    (check this in PDF content)

  19. Start
    14337
    Prefix
    Соотношения (табл.1) используют для получения характеристик ТЭМ и ТЭП, при этом переход ТЭМ  ТЭП осуществляется заменой:   p - n;   p + n; k  kp + kn. (Здесь индексами n и p отмечены характеристики электронной и дырочной ветвей термопар) [14]. В [17] метод Хармана был распространен на многокаскадные модули и неоднородные ветви термопар. Подход
    Exact
    [17]
    Suffix
    основан на применимости метода Хармана к однородным участкам неоднородных ветвей и к отдельным ступеням многокаскадных модулей с различным числом термопар (N) (рис.2b и 2c). В модифицированном методе [17] производится раздельное измерение отклика Хармана R=f(t) (здесь t – время) от однородных участков неоднородных ветвей и от отдельных ступеней многокаскадных модулей.
    (check this in PDF content)

  20. Start
    14549
    Prefix
    Подход [17] основан на применимости метода Хармана к однородным участкам неоднородных ветвей и к отдельным ступеням многокаскадных модулей с различным числом термопар (N) (рис.2b и 2c). В модифицированном методе
    Exact
    [17]
    Suffix
    производится раздельное измерение отклика Хармана R=f(t) (здесь t – время) от однородных участков неоднородных ветвей и от отдельных ступеней многокаскадных модулей. Полученные характеристики суммируются по термоэлектрическому контуру, в результате получаются характеристики неоднородных ветвей и многокаскадных модулей в целом.
    (check this in PDF content)

  21. Start
    14924
    Prefix
    методе [17] производится раздельное измерение отклика Хармана R=f(t) (здесь t – время) от однородных участков неоднородных ветвей и от отдельных ступеней многокаскадных модулей. Полученные характеристики суммируются по термоэлектрическому контуру, в результате получаются характеристики неоднородных ветвей и многокаскадных модулей в целом. Согласно
    Exact
    [17]
    Suffix
    , при встречном 2 Во многих современных работах знак  и тип проводимости ТЭМ авторами не приводятся. включении (↑↓) двух одинаковых модулей (рис.2с) происходит частичная компенсация тепловых потерь на рабочих стыках ступеней, что можно использовать для повышения точности измерений ZT на воздухе, например,
    (check this in PDF content)

  22. Start
    15742
    Prefix
    (↑↓) двух одинаковых модулей (рис.2с) происходит частичная компенсация тепловых потерь на рабочих стыках ступеней, что можно использовать для повышения точности измерений ZT на воздухе, например, при контроле качества ТЭП в процессе их массового производства (табл.2). Таблица 2. Безразмерная добротность ZT батарей «Selen», измеренная различными методами
    Exact
    [17]
    Suffix
    Table 2. The dimensionless quality factor of ZT batteries "Selen", measured by various methods [17] No Тип батареи A type batteries Заводской номер батареи Factory number batteries Число термопар, Number Thermocouples N ZT ( T= 300 K) Паспорт Passport Метод Хармана ZH.103, K-1* The Harman Method ZT=2T / T1** Без комп.* without compensation for heat losses Комп.
    (check this in PDF content)

  23. Start
    15841
    Prefix
    на рабочих стыках ступеней, что можно использовать для повышения точности измерений ZT на воздухе, например, при контроле качества ТЭП в процессе их массового производства (табл.2). Таблица 2. Безразмерная добротность ZT батарей «Selen», измеренная различными методами [17] Table 2. The dimensionless quality factor of ZT batteries "Selen", measured by various methods
    Exact
    [17]
    Suffix
    No Тип батареи A type batteries Заводской номер батареи Factory number batteries Число термопар, Number Thermocouples N ZT ( T= 300 K) Паспорт Passport Метод Хармана ZH.103, K-1* The Harman Method ZT=2T / T1** Без комп.* without compensation for heat losses Комп. тепловых потерь* heat loss compensation Встречное включение батарей (↑↓)* Counter inclusio
    (check this in PDF content)

  24. Start
    16692
    Prefix
    Оценка ширины запрещенной зоны Еg ТЭМ (A1). В настоящее время синтезированы новые группы ТЭМ с повышенными значениями термоэлектрической добротности ZT~ 1-2, величина Eg которых точно не определена
    Exact
    [10, 18]
    Suffix
    . Между тем, с величиной Eg связано положение (ZT)max на шкале температур и соответственно температурный интервал работы ТЭМ и ТЭМ [18]. В связи с этим, возникает необходимость оценок величины Eg новых ТЭМ различными методами.
    (check this in PDF content)

  25. Start
    16840
    Prefix
    В настоящее время синтезированы новые группы ТЭМ с повышенными значениями термоэлектрической добротности ZT~ 1-2, величина Eg которых точно не определена [10, 18]. Между тем, с величиной Eg связано положение (ZT)max на шкале температур и соответственно температурный интервал работы ТЭМ и ТЭМ
    Exact
    [18]
    Suffix
    . В связи с этим, возникает необходимость оценок величины Eg новых ТЭМ различными методами. Таблица 3. Оценки ширины запрещенной зоны Eg ТЭМ по известной температуре Tmax [19, 20] Table 3.
    (check this in PDF content)

  26. Start
    17022
    Prefix
    Между тем, с величиной Eg связано положение (ZT)max на шкале температур и соответственно температурный интервал работы ТЭМ и ТЭМ [18]. В связи с этим, возникает необходимость оценок величины Eg новых ТЭМ различными методами. Таблица 3. Оценки ширины запрещенной зоны Eg ТЭМ по известной температуре Tmax
    Exact
    [19, 20]
    Suffix
    Table 3. Estimates of the width of the band gap of the Eg TEM at a known temperature Tmax [19, 20] Класс материала Составы образцов и тип проводимости (ZT)max Tmax, К Eg, эВ Скутерудиты p, n - Co4Sb12 p, n -Yb0.19Co4Sb12 0,,2 1, 2 480 > 680 0, 3 > 0, 4 Клатраты n- Ba8Ga16Ge30 1, 4 > 800 > 0, 5 Фазы Геслера p-TiNiSn n- Zr0.25Hf0.25Ti0.5NiSn1-ySby 0, 45 1, 4 650 700 0, 45 0,
    (check this in PDF content)

  27. Start
    17120
    Prefix
    В связи с этим, возникает необходимость оценок величины Eg новых ТЭМ различными методами. Таблица 3. Оценки ширины запрещенной зоны Eg ТЭМ по известной температуре Tmax [19, 20] Table 3. Estimates of the width of the band gap of the Eg TEM at a known temperature Tmax
    Exact
    [19, 20]
    Suffix
    Класс материала Составы образцов и тип проводимости (ZT)max Tmax, К Eg, эВ Скутерудиты p, n - Co4Sb12 p, n -Yb0.19Co4Sb12 0,,2 1, 2 480 > 680 0, 3 > 0, 4 Клатраты n- Ba8Ga16Ge30 1, 4 > 800 > 0, 5 Фазы Геслера p-TiNiSn n- Zr0.25Hf0.25Ti0.5NiSn1-ySby 0, 45 1, 4 650 700 0, 45 0, 4 Фазы Цинтля p-Yb14MnSb11 1, 0 1200 1, 0 Слоистые сплавы Шелимовой - Карпинского и др. n- Ge2B
    (check this in PDF content)

  28. Start
    17671
    Prefix
    .25Ti0.5NiSn1-ySby 0, 45 1, 4 650 700 0, 45 0, 4 Фазы Цинтля p-Yb14MnSb11 1, 0 1200 1, 0 Слоистые сплавы Шелимовой - Карпинского и др. n- Ge2Bi10Te17 p- Ge4Bi2Te7 p- SnBi6Te10 0,16 0,14 > 0,13 340 300 370 0,13 0,11 0,13 В табл. 3 приведены примеры оценок Eg ряда новых ТЭМ по температуре Tmax, определенной исходя из положения (ZT)max на кривых ZT = f(T)
    Exact
    [19]
    Suffix
    . Примеры использования разработанной методики применительно к более широкому кругу ТЭМ приведены в [20]. 4. Электрохимическая диагностика и автоэлектрохимическое легирование ТЭМ (АЭХЛ) (A2).
    (check this in PDF content)

  29. Start
    17781
    Prefix
    Шелимовой - Карпинского и др. n- Ge2Bi10Te17 p- Ge4Bi2Te7 p- SnBi6Te10 0,16 0,14 > 0,13 340 300 370 0,13 0,11 0,13 В табл. 3 приведены примеры оценок Eg ряда новых ТЭМ по температуре Tmax, определенной исходя из положения (ZT)max на кривых ZT = f(T) [19]. Примеры использования разработанной методики применительно к более широкому кругу ТЭМ приведены в
    Exact
    [20]
    Suffix
    . 4. Электрохимическая диагностика и автоэлектрохимическое легирование ТЭМ (АЭХЛ) (A2). В [21] были изучены процессы интеркаляции меди в Ван-дер-Ваальсовы (VdW) щели слоистых тройных сплавов (ТС) семейства [(Ge, Sn, Pb)(Te, Se)]m [(Bi, Sb)2(Te,Se)3]n (m, n= 0, 1, 2...), изменяющие электрические, механические и другие физические свойства образцов.
    (check this in PDF content)

  30. Start
    17882
    Prefix
    Примеры использования разработанной методики применительно к более широкому кругу ТЭМ приведены в [20]. 4. Электрохимическая диагностика и автоэлектрохимическое легирование ТЭМ (АЭХЛ) (A2). В
    Exact
    [21]
    Suffix
    были изучены процессы интеркаляции меди в Ван-дер-Ваальсовы (VdW) щели слоистых тройных сплавов (ТС) семейства [(Ge, Sn, Pb)(Te, Se)]m [(Bi, Sb)2(Te,Se)3]n (m, n= 0, 1, 2...), изменяющие электрические, механические и другие физические свойства образцов.
    (check this in PDF content)

  31. Start
    18979
    Prefix
    (Здесь μCuX и μCu0 – электрохимические потенциалы атомов меди в исследуемых образцах (X) и в металлической меди, Ze – заряд, переносимой ионом меди Cu 2+ в электролите (Z= 2), e - элементарный заряд)
    Exact
    [21]
    Suffix
    . Рис.3. Общий вид электрохимической ячейки < X / Э / Cu > (а) и ее электрическая схема при работе в режиме короткого замыания (b). (Случай μCuX < μCu0) . Fig.3. General view of the electrochemical cell <X / Э / Cu> (a) and its electrical circuit when operating in the short-circuiting mode (b).
    (check this in PDF content)

  32. Start
    19930
    Prefix
    Зависимости относительной объемной плотности щелей VdW (a) и концентрации интеркалированной меди NCu, (b) от средней толщины слоевых пакетов ξ1 в ТС. Сплавы: 1 -GeTe - Bi2Te3; 2 - GeTe - Sb2Te3; 3 - SnTe -Bi2Te3; 4 - PbTe -Bi2Te3 и 5 - PbSe - Bi2Se3 (Т= 300 К).
    Exact
    [21]
    Suffix
    . Fig.4. Dependences of the relative bulk density of the gaps VdW (a) and the concentration of intercalated copper NCu, (b) on the average thickness of the layer packets ξ1 in the TS. Alloys: 1 -GeTe - Bi2Te3; 2 - GeTe - Sb2Te3; 3 - SnTe -Bi2Te3; 4 - PbTe -Bi2Te3 и 5 - PbSe - Bi2Se3 (Т= 300 К). [21].
    (check this in PDF content)

  33. Start
    20225
    Prefix
    Dependences of the relative bulk density of the gaps VdW (a) and the concentration of intercalated copper NCu, (b) on the average thickness of the layer packets ξ1 in the TS. Alloys: 1 -GeTe - Bi2Te3; 2 - GeTe - Sb2Te3; 3 - SnTe -Bi2Te3; 4 - PbTe -Bi2Te3 и 5 - PbSe - Bi2Se3 (Т= 300 К).
    Exact
    [21]
    Suffix
    . На рис. 4 показано изменения относительной объемной плотности щелей DVdW в ТС (a), а также концентрации интеркалированной меди NCu, (b) в зависимости от средней толщины слоевых пакетов ξ1. Обнаружено пропорциональное снижение концентрации интеркалированной меди NCu при уменьшении относительной объемной плотности щелей Ван-дер-Ваальса DVdW, сопровождающим рост слойност
    (check this in PDF content)

  34. Start
    21141
    Prefix
    Методика позволяет путем сверхбыстрого АЭХЛ медью изменять параметры n (p) и EF образцов, что, в свою очередь, дает возможность исследовать структуру краев зон проводимости и валентной зоны исследуемых ТЭМ
    Exact
    [21]
    Suffix
    . 5. Диагностика фазы фононное стекло - электронный кристалл (ФСЭК) ТЭМ (A2). Фаза «фононное стекло – электронный кристалл» (ФСЭК) характеризуется одновременно низкими значениями ph, свойственными аморфным материалам, и высокими значениями , свойственными кристаллам, что может приводить к увеличению ZT ТЭМ до 1,5– 2,5 [1, 6].
    (check this in PDF content)

  35. Start
    21472
    Prefix
    Фаза «фононное стекло – электронный кристалл» (ФСЭК) характеризуется одновременно низкими значениями ph, свойственными аморфным материалам, и высокими значениями , свойственными кристаллам, что может приводить к увеличению ZT ТЭМ до 1,5– 2,5
    Exact
    [1, 6]
    Suffix
    . Условие образования фазы ФСЭК в ТЭМ имеет вид 1~ ph/a << λe/a (Здесь ph = 3  ph / C V и λe = vF< >= ћ(3π 2 n/N 2 ) 1/3 μ/e – средние длины свободного пробега фононов и электронов в образцах, С= Сmol d/ M – теплоемкость единицы объема, Сmol – молярная теплоемкость, d - плотность, M - молекулярная масса, V – скорость звука; vF и < > = τ0 E r – ½ – скорость и среднее
    (check this in PDF content)

  36. Start
    22168
    Prefix
    звука; vF и < > = τ0 E r – ½ – скорость и среднее по энергии E время релаксации электронов, r – параметр рассеяния, τ0 – множитель, не зависящий от энергии, n – концентрация носителей, N=(md/mc) 3/2 – число экстремумов в зоне, mc, md и - эффективные массы проводимости, плотности состояний и подвижность электронов, e- элементарный заряд, a – кратчайшее межатомное расстояние)
    Exact
    [18, 22-23]
    Suffix
    . На рис. 5 приведены примеры использования метода диагностики фазы ФСЭК применительно к тройным сплавам (ТС) семейства [(Ge, Sn, Pb)(Te, Se)]m [(Bi, Sb)2(Te,Se)3]n (m, n= 0, 1, 2...)[23].
    (check this in PDF content)

  37. Start
    22377
    Prefix
    экстремумов в зоне, mc, md и - эффективные массы проводимости, плотности состояний и подвижность электронов, e- элементарный заряд, a – кратчайшее межатомное расстояние) [18, 22-23]. На рис. 5 приведены примеры использования метода диагностики фазы ФСЭК применительно к тройным сплавам (ТС) семейства [(Ge, Sn, Pb)(Te, Se)]m [(Bi, Sb)2(Te,Se)3]n (m, n= 0, 1, 2...)
    Exact
    [23]
    Suffix
    . (Штрихами (кресты) на рис. 5 и далее отмечены характеристики сплавов Bi2Te3, пунктиром – общие статистические линейные тренды исследуемых зависимостей). Рис. 5. Отношение средних длин свободного пробега фононов и электронов λph / e от состава (a) , а также e / a от периода сверхструктуры ,2 ( b).
    (check this in PDF content)

  38. Start
    23178
    Prefix
    Слоистые кристаллы ТС представляют собой «естественные» наноструктуры с дискретным наноспектром  = 1; 2,. (Здесь 1 ~ 1- 3 нм – толщина слоевых пакетов; 2 ~ 3 – 18 нм – период сверхструктуры вдоль тригональной оси 3 кристаллов)
    Exact
    [24]
    Suffix
    . Исследование параметров ph/a и λe/a показало, что фаза ФСЭК в ТС вырождается (1~ ph/a ~ λe/a) (рис.5a) [25, 26]. Причиной вырождения является резкое снижение λe/a при переходе Bi2Te3  ТС (рис.5b).
    (check this in PDF content)

  39. Start
    23292
    Prefix
    (Здесь 1 ~ 1- 3 нм – толщина слоевых пакетов; 2 ~ 3 – 18 нм – период сверхструктуры вдоль тригональной оси 3 кристаллов) [24]. Исследование параметров ph/a и λe/a показало, что фаза ФСЭК в ТС вырождается (1~ ph/a ~ λe/a) (рис.5a)
    Exact
    [25, 26]
    Suffix
    . Причиной вырождения является резкое снижение λe/a при переходе Bi2Te3  ТС (рис.5b). В результате при переходе Bi2Te3  ТС также наблюдается резкое уменьшение ZT = 0,7- 0,8  0,1 – 0,2 (рис. 6a).
    (check this in PDF content)

  40. Start
    23608
    Prefix
    В результате при переходе Bi2Te3  ТС также наблюдается резкое уменьшение ZT = 0,7- 0,8  0,1 – 0,2 (рис. 6a). Таким образом, было установлено, что увеличение параметра ZT ТЭМ возможно только в невырожденной фазе ФСЭК
    Exact
    [24]
    Suffix
    . В [18] были сделаны оценки предельных значений ZT= f(Eg), которые можно достичь для невырожденной фазы ФСЭК ТЭМ в различных интервалах температур. Рис. 6. Зависимости термоэлектрической добротности ZT от параметра ,2 до (a) и после оптимизации концентрации носителей тока в ТС (пересчет) (b). n(p): a - (2- 5) 1020 см-3; b - ~1 1019 см-3 (Т= 300 К).
    (check this in PDF content)

  41. Start
    23616
    Prefix
    В результате при переходе Bi2Te3  ТС также наблюдается резкое уменьшение ZT = 0,7- 0,8  0,1 – 0,2 (рис. 6a). Таким образом, было установлено, что увеличение параметра ZT ТЭМ возможно только в невырожденной фазе ФСЭК [24]. В
    Exact
    [18]
    Suffix
    были сделаны оценки предельных значений ZT= f(Eg), которые можно достичь для невырожденной фазы ФСЭК ТЭМ в различных интервалах температур. Рис. 6. Зависимости термоэлектрической добротности ZT от параметра ,2 до (a) и после оптимизации концентрации носителей тока в ТС (пересчет) (b). n(p): a - (2- 5) 1020 см-3; b - ~1 1019 см-3 (Т= 300 К).
    (check this in PDF content)

  42. Start
    24252
    Prefix
    Зависимости термоэлектрической добротности ZT от параметра ,2 до (a) и после оптимизации концентрации носителей тока в ТС (пересчет) (b). n(p): a - (2- 5) 1020 см-3; b - ~1 1019 см-3 (Т= 300 К). (Обозначения – см. подпись к рис.4)
    Exact
    [24]
    Suffix
    . Fig. 6. Dependences of the thermoelectric figure of merit ZT on the parameter ,2 to (a) and after optimizing the carrier concentration in the TS (recalculation) (b). n(p): a - (2- 5) 1020 см-3; b - ~1 1019 см-3 (Т= 300 К).
    (check this in PDF content)

  43. Start
    24505
    Prefix
    Dependences of the thermoelectric figure of merit ZT on the parameter ,2 to (a) and after optimizing the carrier concentration in the TS (recalculation) (b). n(p): a - (2- 5) 1020 см-3; b - ~1 1019 см-3 (Т= 300 К). (Legend - see the caption to Fig. 4)
    Exact
    [24]
    Suffix
    . 6. Оптимизации характеристик НС ТЭМ (A2). В работах [18, 22-24] был предложен метод оптимизации характеристик НС ТЭМ путем варьирования их периодов наноидентичности . Результаты применения метода [11, 22] к ТС семейства [(Ge, Sn, Pb)(Te, Se)]m [(Bi, Sb)2(Te,Se)3] n (m, n= 0, 1, 2...) показаны на рис. 6.
    (check this in PDF content)

  44. Start
    24562
    Prefix
    Dependences of the thermoelectric figure of merit ZT on the parameter ,2 to (a) and after optimizing the carrier concentration in the TS (recalculation) (b). n(p): a - (2- 5) 1020 см-3; b - ~1 1019 см-3 (Т= 300 К). (Legend - see the caption to Fig. 4) [24]. 6. Оптимизации характеристик НС ТЭМ (A2). В работах
    Exact
    [18, 22-24]
    Suffix
    был предложен метод оптимизации характеристик НС ТЭМ путем варьирования их периодов наноидентичности . Результаты применения метода [11, 22] к ТС семейства [(Ge, Sn, Pb)(Te, Se)]m [(Bi, Sb)2(Te,Se)3] n (m, n= 0, 1, 2...) показаны на рис. 6.
    (check this in PDF content)

  45. Start
    24723
    Prefix
    Оптимизации характеристик НС ТЭМ (A2). В работах [18, 22-24] был предложен метод оптимизации характеристик НС ТЭМ путем варьирования их периодов наноидентичности . Результаты применения метода
    Exact
    [11, 22]
    Suffix
    к ТС семейства [(Ge, Sn, Pb)(Te, Se)]m [(Bi, Sb)2(Te,Se)3] n (m, n= 0, 1, 2...) показаны на рис. 6. Было обнаружено, что ZT ТС в вырожденной фазе ФСЭК не зависит от периода идентичности сверхструктуры ,2 (рис.6a) [2526].
    (check this in PDF content)

  46. Start
    24948
    Prefix
    Результаты применения метода [11, 22] к ТС семейства [(Ge, Sn, Pb)(Te, Se)]m [(Bi, Sb)2(Te,Se)3] n (m, n= 0, 1, 2...) показаны на рис. 6. Было обнаружено, что ZT ТС в вырожденной фазе ФСЭК не зависит от периода идентичности сверхструктуры ,2 (рис.6a)
    Exact
    [25- 26]
    Suffix
    . Это позволило объяснить снижение ZT ТС действием другого фактора - высокой концентрацией носителей тока в ТС (n, p ~ (2-5).10 20 см -3 ), существенно превышающей оптимальную концентрацию для кристаллов типа Bi2Te3 (n, p ~ 11019 см-3) (Т= 300 К) [26].
    (check this in PDF content)

  47. Start
    25218
    Prefix
    Это позволило объяснить снижение ZT ТС действием другого фактора - высокой концентрацией носителей тока в ТС (n, p ~ (2-5).10 20 см -3 ), существенно превышающей оптимальную концентрацию для кристаллов типа Bi2Te3 (n, p ~ 11019 см-3) (Т= 300 К)
    Exact
    [26]
    Suffix
    . На рис.6b показаны результаты пересчета значений ZT ТС к оптимальной концентрации n, p. ~ 110 19 см -3 . 3 Cогласно рис.6b, пересчитанные величины ZTopt ТС возрастают с ростом ,2, причем наибольшие значения ZTopt ~ 1,4 наблюдаются при ,2 ~ 10- 20 нм (сплавы GeTe - Bi2Te3), что находится в согласии с теоретическими оценками [1, 6].
    (check this in PDF content)

  48. Start
    25551
    Prefix
    На рис.6b показаны результаты пересчета значений ZT ТС к оптимальной концентрации n, p. ~ 110 19 см -3 . 3 Cогласно рис.6b, пересчитанные величины ZTopt ТС возрастают с ростом ,2, причем наибольшие значения ZTopt ~ 1,4 наблюдаются при ,2 ~ 10- 20 нм (сплавы GeTe - Bi2Te3), что находится в согласии с теоретическими оценками
    Exact
    [1, 6]
    Suffix
    . К сожалению, достижение на практике столь высоких значении ZTopt ~ 1,4 в исследованных сплавах представляется проблематичным из-за трудностей получения ТС с низкой концентрацией носителей тока n(p) ~1 10 19 см -3 [24]. 7.
    (check this in PDF content)

  49. Start
    25788
    Prefix
    К сожалению, достижение на практике столь высоких значении ZTopt ~ 1,4 в исследованных сплавах представляется проблематичным из-за трудностей получения ТС с низкой концентрацией носителей тока n(p) ~1 10 19 см -3
    Exact
    [24]
    Suffix
    . 7. Использование правила Ленца (ПЛ) для расчетов ТЭП (A2). Правило достижения режима максимальной мощности (Wmax) в изолированных электрических цепях - M= R/ ri = 1, впервые получил академик СПб АН Э.
    (check this in PDF content)

  50. Start
    26036
    Prefix
    Использование правила Ленца (ПЛ) для расчетов ТЭП (A2). Правило достижения режима максимальной мощности (Wmax) в изолированных электрических цепях - M= R/ ri = 1, впервые получил академик СПб АН Э. Х. Ленц (1875) (см. рис.7, левая часть)
    Exact
    [27]
    Suffix
    . Для изолированных тепловых цепей ПЛ имеет тот же вид - Ψ = ζ/ ζi= 1 (рис.7, правая часть) [28]. Однако при работе ТЭП его электрические и тепловые цепи вступают во взаимодействие (показано стрелками на рис.5), что требует их дополнительной оптимизации.
    (check this in PDF content)

  51. Start
    26133
    Prefix
    Правило достижения режима максимальной мощности (Wmax) в изолированных электрических цепях - M= R/ ri = 1, впервые получил академик СПб АН Э. Х. Ленц (1875) (см. рис.7, левая часть) [27]. Для изолированных тепловых цепей ПЛ имеет тот же вид - Ψ = ζ/ ζi= 1 (рис.7, правая часть)
    Exact
    [28]
    Suffix
    . Однако при работе ТЭП его электрические и тепловые цепи вступают во взаимодействие (показано стрелками на рис.5), что требует их дополнительной оптимизации. (Здесь R– электрические сопротивления полезной нагрузки, ri - сумма внутреннего электрического сопротивления источника тока и подводящих проводов, U - напряжение; I - электрический ток; Q - тепловой поток; 
    (check this in PDF content)

  52. Start
    26659
    Prefix
    (Здесь R– электрические сопротивления полезной нагрузки, ri - сумма внутреннего электрического сопротивления источника тока и подводящих проводов, U - напряжение; I - электрический ток; Q - тепловой поток;  - перепад температур; ζ и ζi - тепловые сопротивления полезной нагрузки, а также источника тепла и теплообменников, M0=(1+ZT) 1/2 )
    Exact
    [28]
    Suffix
    . При работе ТЭП в режиме максимальной мощности (Wmax) условия оптимизации имеют следующий вид: для электрических цепей - R/ r= M0, и для тепловых цепей - ζ/ ζi = M0 (рис.7) [28]. 3 Пересчет производился по формуле Z~ (m d/ mc) (n, p) -2/3 κ ph -1 T (здесь m d и mc – эффективные массы плотности состояний и проводимости)
    (check this in PDF content)

  53. Start
    26841
    Prefix
    , U - напряжение; I - электрический ток; Q - тепловой поток;  - перепад температур; ζ и ζi - тепловые сопротивления полезной нагрузки, а также источника тепла и теплообменников, M0=(1+ZT) 1/2 ) [28]. При работе ТЭП в режиме максимальной мощности (Wmax) условия оптимизации имеют следующий вид: для электрических цепей - R/ r= M0, и для тепловых цепей - ζ/ ζi = M0 (рис.7)
    Exact
    [28]
    Suffix
    . 3 Пересчет производился по формуле Z~ (m d/ mc) (n, p) -2/3 κ ph -1 T (здесь m d и mc – эффективные массы плотности состояний и проводимости) в приближении md , mc κph= const.
    (check this in PDF content)

  54. Start
    27574
    Prefix
    Изолированные электрическая (a) и тепловая (b) цепи ТЭП и их совместная работа в режиме Wmax (показана стрелками) (c) . Fig.7. Isolated electrical (a) and thermal (b) circuits of TICs and their joint operation in Wmax mode (shown by arrows) (c). В
    Exact
    [28-29]
    Suffix
    показано, что представленные соотношения можно использовать для экспресс - расчетов ТЭП. В [13, 29] низкая эффективность АТЭГ была объяснена трудностями теплообмена на границе «выхлопные газы – АТЭГ» и следующими из них термодинамическими ограничениями, определяемыми действием правила Ленца.
    (check this in PDF content)

  55. Start
    27675
    Prefix
    Isolated electrical (a) and thermal (b) circuits of TICs and their joint operation in Wmax mode (shown by arrows) (c). В [28-29] показано, что представленные соотношения можно использовать для экспресс - расчетов ТЭП. В
    Exact
    [13, 29]
    Suffix
    низкая эффективность АТЭГ была объяснена трудностями теплообмена на границе «выхлопные газы – АТЭГ» и следующими из них термодинамическими ограничениями, определяемыми действием правила Ленца.
    (check this in PDF content)