Search

This paper presents the experimental study of the galvanomagnetic and thermoelectric properties of thin bismuth films doped with tin. The amount of tin is 0.06 at. % with the thickness ranged within 250-800 nm, and it is deposited on mica-muscovite substrates in vacuum up to 1·10-5 mm Hg. The galvanomagnetic and thermoelectric coefficients of all presented films are measured in the temperature range of 77-300 K in a magnetic field of up to 0.65 T. It is found that the classical size effect in the films occurs due to mobility of electrons being restricted by the thickness of the film. A characteristic maximum of temperature dependence of relative transverse magnetoresistance in the temperature range of 150-200 K is observed. A change in the sign of the Seebeck coefficient at the temperature of 175 K is found. It can be explained by the temperature change ratio of the electron and hole components contributions to galvanomagnetic and thermoelectric phenomena, and the contribution of holes at the L, T points of the Brillouin zone. The positive values of differential thermoelectric power in bismuth films doped with tin can become the basis for searching for the possibility of creating a p-branch of thermoelectric energy converters in the low-temperature area. The obtained results of measurements can be used for creation of a low-dimensional bismuth-based structures with a controlled hole concentration., В работе проведено исследование гальваномаг-нитных и термоэлектрических свойств тонких пленок висмута, легированного оловом в количестве 0,06 ат. %, толщиной 250-800 нм осажденных на подложки из слюды-мусковит в вакууме до 1·10-5 мм рт. ст. Гальваномагнитные и термоэлектрические коэффициенты всех представленных пленок были измерены в температурном интервале 77-300 K и магнитном поле до 0,65 Тл. Установлено проявление классического размерного эффекта, заключающееся в ограничении подвижности электронов толщиной пленки. Обнаружен характерный максимум зависимости маг-нетосопротивления в области температур 150-200 K. Обнаружена смена знака коэффициента Зеебека при температуре 175 K, которая может быть связана с температурой изменения соотношения вкладов электронной и дырочной компонент в гальваномаг-нитные и термоэлектрические явления, а также проявлением вклада дырок в L, T-точках зоны Бриллюэна. Положительные значения дифференциальной термо-ЭДС в пленках висмута, легированного оловом, могут стать основанием для поиска возможности создания p-ветви термоэлектрических преобразователей энергии в области низких температур. Полученные результаты исследований могут быть использованы при создании низкоразмерных структур на основе висмута с контролируемой концентрацией дырок.

В работе исследовано влияние температуры (диапазон 22 – 140 °C) на коэффициент мощности (КМ) композиционного материала из многостенных углеродных нанотрубок с нанесенным на их поверхность полианилиновым покрытием (толщина около 10 нм). Величина проводимости покрытия варьировалась путем обработки композита буферными растворами с различными значениями рН. В исследуемых образцах композита нанотрубки были беспорядочно ориентированы друг относительно друга. Установлено, что наибольшим значением КМ обладает композиционный материал, в котором полианилин находится в окисленной проводящей форме. У этого образца при комнатной температуре значение КМ составило примерно 0,5 мкВт/(м∙K2), а при 140 °C – около 1 мкВт/(м∙K2)., In the paper, the effect of temperature (range 22 – 140 °C) on the power factor (PF) of composite material made of multi-walled carbon nanotubes with a 10 nm thick polyaniline coating applied to their surface has been studied. The conductivity value of the coating was varied by treating the composite with buffer solutions of different pH values. The nanotubes were randomly oriented relative to each other in the composite samples under study. It was found that the composite material where polyaniline was in an oxidized conductive form had the highest PF value. In that sample, the PF values were about 0.5 μW/(m∙K2) at room temperature and about 1 μW/(m∙K2) at 140 °C.

Данная работа посвящена изучению кинетических свойств сверхпроводников на основе железа семейств 1111 и 122. Задачей работы было проведение анализа поведения различных кинетических коэффициентов с целью выявления общих особенностей температурных и концентрационных зависимостей этих коэффициентов в сверхпроводниках на основе железа различного состава. Для этого были описаны имеющиеся в литературе данные об электронном транспорте в нормальной фазе в исследуемых сверхпроводниках и проанализированы возможные причины изменения кинетических коэффициентов под действием легирования различного типа. На основании обобщения приведенных результатов выделены нерешенные на данный момент проблемы в области исследования электронного транспорта в рассматриваемых материалах и сформулированы цели дальнейших исследований, направленных на решение этих проблем. Также в работе описаны методики измерения температурных зависимостей четырёх основных кинетических коэффициентов, которые будут использованы при проведении в дальнейшем экспериментальных исследований электронного транспорта., This work is devoted to the study of the kinetic properties of iron-based superconductors of families 1111 and 122. The objective of the work was to analyze the behavior of various kinetic coefficients in order to identify common features of the temperature and concentration dependences of these coefficients in iron-based superconductors of various compositions. For this, the literature data on the electronic transport in the normal phase in the studied superconductors were described and possible reasons for the change in the kinetic coefficients under the influence of doping of various types were analyzed. Based on a generalization of the above results, the currently unresolved problems in the field of electronic transport research in the materials under consideration are highlighted and the goals of further research aimed at solving these problems are formulated. The paper also describes methods for measuring the temperature dependences of the four main kinetic coefficients that will be used in further experimental studies of electron transport.

В теоретической части работы сделан обзор Ð»Ð¸Ñ‚ÐµÑ€Ð°Ñ‚ÑƒÑ€Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ð¾ исследуемой теме, а именно об Ñ‚ÐµÑ€Ð¼Ð¾ÑÐ»ÐµÐºÑ‚Ñ€Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¸Ñ Ð¼Ð°Ñ‚ÐµÑ€Ð¸Ð°Ð»Ð°Ñ Ð¸ о Ð¼ÐµÑ‚Ð¾Ð´Ð°Ñ Ð¸Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ð¸Ð·Ð²Ð¾Ð´ÑÑ‚Ð²Ð°. Экспериментальную часть составляет анализ Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ñ€ÐµÐ½Ñ‚Ð³ÐµÐ½Ð¾Ð²ÑÐºÐ¸Ñ ÑÐ¿ÐµÐºÑ‚Ñ€Ð¾Ð² образцов, Ð¿Ñ€Ð¾Ð¸Ð·Ð²ÐµÐ´ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð½Ð° предприятии ООО «Криотерм». Для изучения структуры образцов была проведена съемка с помощью Дифрактометра D8 ADVANCE, а для качественного фазового анализа использовалась программа DIFFFRAC.EVA V0.5., The theoretical part of the work, a review of literature data on the topic under study, namely, on thermoelectric materials and methods of their production was made. The experimental part is the analysis of the obtained X-ray spectra of samples produced at the company Kryotherm enterprise. To study the structure of the samples, a survey was carried out using a D8 ADVANCE Diffractometer and the DIFFFRAC.EVA V0.5 program was used for qualitative phase analysis.

We have researched the thermoelectric power of electronic antimonide indium with n=21014 cm-3 in a transverse magnetic field up to 7 kOe in temperature intervals from 4.8 K to 120 K. The thermoelectric power is found to be independent from the energy field at the temperature close to 56 K.

В работе исследованы термоэлектрические характеристики полупроводниковых систем, которые могут быть использованы для создания термоэлектрических преобразователей. Экспериментально изучены и рассчитаны коэффициенты Зеебека и добротность в системах «полупроводник–пористый полупроводник». Показано, что электрохимическая обработка полупроводников вызывает изменение структуры и энергетических характеристик материалов, что приводит к многократному увеличению коэффициента Зеебека и, соответственно, добротности термоэлектрических систем Thermoelectric characteristics of semiconductor systems that can be used to build thermoelectric converters were investigated. The Seebeck coefficient and the quality factor in the systems “ porous semiconductor – semiconductor” were experimentally studied and calculated. It have been shown that the electrochemical treatment of semiconductors causes the changes in the structure and energy characteristics of the materials leading to a multiple increase of the Seebeck coefficient and quality factor of thermoelectric systems

Представлены новые экспериментальные результаты и дан обзор ранее полученных авторами данных по исследованию зависимостей структуры, механических, гальвано-магнитных и термоэлектрических свойств от состава изовалентных полупроводниковых твердых растворов PbTe–PbSe в области малых концентраций PbSe (0-5 мол.%), а также по изучению температурных зависимостей гальваномагнитных свойств (80-300 К). Впервые в пределах исследуемого интервала концентраций обнаружены аномальный рост электропроводности, подвижности носителей заряда и степенного коэффициента в температурной зависимости подвижности при увеличении содержания PbSe, а также осциллирующий характер зависимостей ширины рентгеновских линий, микротвердости, коэффициентов Холла и Зеебека от состава. Наблюдаемые эффекты связываются с наличием концентрационного фазового перехода перколяционного типа, предположительно присущего всем твердым растворам, и с процессами самоорганизации, идущими в твердых растворах при переходе к примесному континууму. New experimental results and an overview of the results obtained earlier by the authors on the dependences of structure, mechanical, galvanomagnetic and thermoelectric properties on the composition of isovalent semiconductor solid solutions PbTe–PbSe in the range of small concentrations of PbSe (0-5 mol.%) as well as on the temperature dependences of galvanomagnetic properties (80-300 K) are presented. For the first time within the studied range of concentrations, an anomalous increase in electrical conductivity, charge carrier mobility and the exponent in the temperature dependence of charge carrier mobility under increasing PbSe content and an oscillatory behavior of the dependences of X-ray linewidth, microhardness, the Hall coefficient and the Seebeck coefficient on composition were registered. The observed effects are attributed to the existence of a percolation-type phase transition, presumably typical for all solid solutions, and to the self-organization processes occurring in solid solutions under the transition to the impurity continuum.

В работе исследованы температурные зависимости электрической проводимости, концентрации свободных носителей и подвижности в монокристаллических образцах PbTe:Gd с примесями в различной концентрации. Наблюдаемые особенности, обнаруженные в результате измерения коэффициента Зеебека, состоят в существенном увеличении коэффициента термоэлектрической мощности. Измерения магнитной восприимчивости при низких температурах позволяют предположить, что ионы гадолиния могут находиться в различных зарядовых состояниях., Under investigation are temperature dependences of electric conductivity, free carrier concentration and mobility in single-crystalline PbTe:Gd samples with varied impurity content. The features of electron transport in PbTe:Gd may be caused by a variable gadolinium valence. The striking result from the Seebeck coefficient measurements is that the thermoelectric power factor increases dramatically. Measurements of the magnetic susceptibility at low temperatures permit us to suggest that Gd ions may exist in different charge states.