Thermoelectrical properties of lutetium-doped Bi2Te3 bulk samples prepared from flower-like nanopowders

Синтез и электрофизические свойства термоэлектрического материала на основе Bi-=SUB=-2-=/SUB=-Te-=SUB=-3-=/SUB=-, легированного лантаноидами Er, Tm, Yb и Lu

“…9 Te 3 (где R = Er, Tm, Yb, Lu) были получены методом сольвотермально-микроволного синтеза. Порошкообразные материалы компактировали методом холодного изостатического прессования с последующим отжигом в инертной среде аргона.…”

“…Другим способом модифицирования материалов является введение в кри-сталлическую решетку различных легирующих элемен-тов. Легирование Bi 2 Te 3 лантаноидами может влиять на транспортные свойства термоэлектрических материалов через три механизма: 1) увеличение плотности состоя-ний вблизи уровня Ферми; 2) формирование локальных дефектов, приводящих к дополнительному рассеянию носителей заряда; 3) дополнительное рассеяние носи-телей заряда на локализованных магнитных моментах редкоземельных элементов (РЗЭ) [5][6][7][8][9].…”

Влияние температуры спекания на термоэлектрические свойства соединения Bi-=SUB=-1.9-=/SUB=-Gd-=SUB=-0.1-=/SUB=-Te-=SUB=-3-=/SUB=-

“…Как было недавно установлено [17][18][19][20][21][22][23][24][25], в качестве эффективных легирующих примесей могут быть использованы редкоземельные элементы (R = Lu, Ce, Sm, Er, La и др.). Очевидно, что помимо собственно легирования редкоземельными элементами термоэлектрические свойства легированных материалов также будут зависеть от многих других характеристик материала, таких как плотность, кристаллическая и зеренная структура, элементный состав и дефектная структура.…”

Особенности транспортных свойств соединения Lu-=SUB=-0.1-=/SUB=-Bi-=SUB=-1.9-=/SUB=-Te-=SUB=-3-=/SUB=-

“…Его существенным недостатком является низкая термоэлектрическая эффективность, что стиму-лирует многочисленные поисковые работы, направлен-ные на повышение термоэлектрической добротности ZT , одно из перспективных направлений которых связано с легированием Bi 2 Te 3 , в том числе, редкоземельны-ми элементами [2][3][4][5][6]. Так, согласно предварительным результатам, легирование Bi 2 Te 3 лютецием позволяет увеличить термоэлектрическую добротность до ∼ 1.5 (в чистом теллуриде висмута ZT ∼ 1).…”

“…Такая зависимость объясняется в рамках механизма рассеяния носителей заряда на акустических фононах [7]. Cогласно данным работы [6], атомы лютеция в теллуриде висмута ведут себя как доноры, т. е. основными носителями заряда являются электроны.…”