Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0218U001267, 0115U000515 , Науково-дослідна робота Назва роботи Вплив поверхневих металічних шарів на термоелектричні властивості кристалів, тонких плівок і нанокомпозитних структур 3D-топологічних ізоляторів Назва етапу роботи Керівник роботи Рогачова Олена Іванівна, Доктор фізико-математичних наук Дата реєстрації 22-02-2018 Організація виконавець Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Опис етапу Об'єкт дослідження - особливості явищ переносу і термоелектричних властивостей у кристалах та наноструктурах 3D-топологічних ізоляторів, обумовлені наявністю в останніх поверхневого металічного шару. Мета роботи - виявити особливості термоелектричного транспорту в об'ємних кристалах і тонких плівках на основі напівпровідникових сполук IV-VI (PbTe, PbSe, SnTe), V2VI3 (Bi2Te3, Bi2Se3) та твердих розчинів Bi-Sb, які пов'язані із наявністю в останніх металевого топологічного поверхневого шару. Методи дослідження - вимірювання електропровідності, коефіцієнта Холла, коефіцієнта Зеєбека в інтервалі температур 77 - 300 К; Результати - Визначено характер залежностей кінетичних коефіцієнтів від товщини тонких плівок сполук Bi2Te3, Bi2Se3, Sb2Te3 з n- і p-типом провідності і твердих розчинів Bi-Sb. Одержано температурні залежності кінетичних коефіцієнтів для плівок сполук Bi2Te3, Bi2Se3, Sb2Te3 твердих розчинів Bi-Sb різних товщин. Виявлено осцилюючий характер залежностей кінетичних коефіцієнтів від товщини тонких плівок, який пов'язано з проявом квантового розмірного ефекту. Отримано відповідність експериментальних періодів осциляцій з результатами теоретичного розрахунку в рамках моделі нескінченно глибокої потенційної ями. Особливості товщинних залежностей властивостей (значна амплітуда та незгасний характер осциляцій) пов'язуються зі зміною умов на межах квантової ями внаслідок наявності топологічного шару, який захищає поверхневі стану від розсіяння на дефектах симетрії зворотного часу - одним з фундаментальних властивостей топологічних ізоляторів. Спостережено прояв класичного розмірного ефекту в тонких плівках сполук IV-VI, V2VI3 твердих розчинів Bi-Sb, який інтерпретовано в рамках теорії Фукса-Зондгеймера. Новизна - Виявлено особливості товщинних і температурних залежностей термоелектричних властивостей, які обумовлені тим, що досліджені матеріали відносяться до класу топологічних ізоляторів. Проведеено теоретичну інтерпретацію одержаних експериментальних результатів в межах найсучасніших уявлень нанофізики про квантові розмірні ефекти і топологічні ізолятори. Практична цінність - Розроблено новий метод вирощування високоякісних тонких плівок шляхом термічного випаровування у вакуумі кристалів з наступною конденсацією на скляні та слюдяні підкладки. Показано, що існує немонотонна залежність кінетичних коефіцієнтів від товщини тонких плівок V2VI3, IV-VI та твердих розчинів Bi-Sb, що вказує на можливість керування термоелектричними властивостями шляхом варіювання товщини плівок. Одержані залежності кінетичних властивостей від товщини слід враховувати при розробці тонкоплівкових термоелектричних матеріалів з n- і p-типами провідності та низькорозмірних перетворювачів з високою ефективністю. Опис продукції Одержано полікристали напівпровідникових сполук IV-VI (PbTe, PbSe, SnTe), V2VI3 (Bi2Te3, Bi2Se3, Sb2Te3) та твердих розчинів Bi-Sb. З кристалів одержано тонкі плівки з різними товщинами шарів. Отримано залежності кінетичних та теплових властивостей кристалів від складу, термічної обробки і температури. Досліджено структуру та кінетичні властивості тонких плівок в залежності від товщини шарів, складу, температури. Автори роботи Будник Олександр Валентинович Водоріз Ольга Станіславівна Дорошенко Ганна миколаївна Дроздова Ганна Анатоліївна Мартинова Катерина Вікторівна Меньшикова Світлана Іванівна Ніколаєнко Ганна Олександрівна Орлова Дар'я Сергіївна Рогачова Олена Іванівна Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити