name: Модификация свойств приповерхностного слоя термоэлектрика Bi2Te3-xSex в результате фотонной обработки
keyword_list: Термоэлектричество Теллурид висмута Модификация поверхности Фотонная обработка Коммутационные покрытия Термоэлектрическая добротность
abstract: Цель работы:
  Установление закономерностей структурных превращений, изменений механических и термоэлектрических свойств приповерхностного слоя термо-электрика Bi2Te3-хSeх (n-типа), модифицированного в процессе фотонной об-работки мощным излучением ксеноновых ламп.
  Решаемые задачи:
  Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
  1.Сравнительные исследования методами рентгеновской дифрактометрии, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, фазового состава, ориентации, субструктуры и морфологии поверхности термоэлектрика Bi2Te3-хSeх, прошедшего фотонную обработку мощным излучением ксеноновых ламп в вакууме и в среде аргона при различных дозах облучения.
  2.Исследовать влияние фотонной обработки на механические свойства приповерхностного слоя термоэлектрика Bi2Te3-хSeх и адгезионную прочность барьерно-коммутационных покрытий к нему.
  3.Исследовать влияние модифицированного приповерхностного слоя в результате фотонной обработки на электропроводность, коэффициент Зеебека, теплопроводность и термоэлектрическую добротность термоэлектрика Bi2Te3-хSeх.
  Основные результаты работы:
  1.Методами рентгеновской дифрактометрии, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии проведены исследования фазового состава, структуры и морфологии поверхностных слоев, образующих при фотонной обработке некогерентным светом ксеноновых ламп термоэлектрических элементов на основе твердого раствора Bi2Te3–xSex.
  2.Установлено, что при ФО в вакууме с увеличением дозы облучения происходит изменение фазового состава поверхностного слоя термоэлектрического материала Bi2Te3–xSex (х изменяется от 1 до 0,35). При этом происходит развитие рельефа поверхности.
  3.ФО в атмосфере Ar не вызывает изменения фазового состава поверхности материала, в то же время способствует ослаблению текстуры <0001>, присущей горячепрессованному материалу, и приводит к монотонному снижению шероховатости поверхности с ростом дозы облучения.
  4.Установлено, что энергетическое воздействие ФО стимулирует локальную рекристаллизацию приповерхностного слоя с образованием градиентной области на глубине ~ 500 нм с характерным наличием как крупноразмерных (кристаллиты размером ~ 0,5-3 мкм), так и наноразмерных (кристаллиты размером ~ 15-30 нм, поры, включения) элементов.
  5.Установлено, что механическая полировка и последующая ФО в аргоне поверхности термоэлектрических ветвей на основе твердого раствора Bi2Te3-хSeх упрочняет приповерхностный слой и существенно повышает адгезию барьерно-коммутационных покрытий из Mo и Ni с переходом механизма разрушения от когезионного (в объеме термоэлектрического материала) к адгезионному (по границе раздела полупроводник – слой металлизации).
  6.Показано, что способ модификации поверхности термоэлектрическихветвей с применением ФО в аргоне практически исключает взаимную диффузию атомов коммутационных слоев (Ni и Mo) и твердого раствора Bi2Te3-хSeх при изотермическом отжиге при температуре 570 К.
  7.Показано, что в результате ФО в аргоне возможно увеличение факто-ра мощности термоэлектрического материалов Bi2Te3–xSex n-типа: при ФО, в зависимости от дозы облучения, может происходить как увеличение, так и уменьшение подвижности свободных носителей заряда, приводящее к изменению коэффициента Зеебека и электропроводности.
  8.Впервые показана возможность и определены условия повышения термоэлектрической добротности на 8-10% при ФО в аргоне поверхности термоэлектрического материала n-типа. Повышение добротности происходит за счет формирования наноструктурированной области на поверхности термоэлектрического материала n-типа (на основе твердого раствора Bi2Te3-хSeх) в результате воздействия мощного излучения ксеноновых ламп.
chairman_dissertation_council.name: Валентин
chairman_dissertation_council.surname: Иевлев
chairman_dissertation_council.patronymic: Михайлович
chairman_dissertation_council.position: Заведующий кафедрой
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: P-9039-2019
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 1412149000
chairman_dissertation_council.rinc_id: 21729
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Лариса
organization_supervisor.surname: Клюева
organization_supervisor.patronymic: Александровна
organization_supervisor.position: Начальник ОДС
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.19.04
rubrics.name: Структура твердых тел
rubrics.code: 29.19.13
rubrics.name: Механические свойства твердых тел
rubrics.code: 29.19.21
rubrics.name: Влияние облучения на свойства твердых тел
oecds.code: 01.03.UK
oecds.name: PHYSICS, CONDENSED MATTER
speciality_codes.name: Физика конденсированного состояния
speciality_codes.code: 1.3.8.
supervisors.fio: Кущев С.Б.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Физика конденсированного состояния
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Иванов О.Н.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Сербин О.В.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1033600070448
protection_organization.supervisor_name: ДМИТРИЙ
protection_organization.supervisor_surname: ПРОСКУРИН
protection_organization.supervisor_patronymic: КОНСТАНТИНОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1033600070448
author_organization.supervisor_name: ДМИТРИЙ
author_organization.supervisor_surname: ПРОСКУРИН
author_organization.supervisor_patronymic: КОНСТАНТИНОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения