name: Физико-технологические основы создания эффективных наноструктурированных термоэлектрических материалов и многосекционных термоэлементов с широким интервалом рабочих температур
keyword_list: термоэлектричество физико-технологические основы технология наноструктурированные термоэлектрические материалы физико-химические свойства термоэлектрическая добротность многосекционные термоэлементы пленочные контактные системы коэффициент полезного действия
abstract: Целью диссертации являлась разработка физико-технологических основ получения низко-, средне- и высокотемпературных наноструктурированных термоэлектрических материалов (ТЭМ) с высокими значениями термоэлектрической добротности и эффективных многосекционных термоэлементов, работающих при температурах из интервала 200–1200 К.
  В результате диссертационных исследований обоснованы составы эффективных ТЭМ на основе BiTeSe, BiTeSb, PbTe, GeTe и SiGe. Установлена зависимость между структурой и физико-химическими свойствами ТЭМ. Обосновано использование наноструктурирования, как одного из самых перспективных методов увеличения эффективности ТЭМ. Обосновано использование для изготовления наноструктурированных ТЭМ метода искрового плазменного спекания (ИПС) нанодисперсных порошков. Разработаны технологии получения нанодисперсных порошков и наноструктурированных ТЭМ. Установлено влияние режимов получения нанодисперсных порошков и наноструктурированных ТЭМ на их состав, структуру и термоэлектрические параметры. Разработана и обоснована методика для расчета составляющих теплопроводности ТЭМ. Определены механизмы теплопереноса в интервале температур от 250 до 1200 К. Установлено влияние наноструктурирования ТЭМ на теплопроводность и электропроводность ТЭМ. Установлены закономерности температурных зависимостей термоэлектрических параметров ТЭМ. С использованием разработанных физико-технологических основ получены образцы эффективных наноструктурированных ТЭМ на основе BiTeSe, BiTeSb, PbTe, GeTe, SiGe, обладающих высокими значениями термоэлектрической добротности ZТ = 1,16–1,43.
  Обосновано использование многосекционных термоэлементов (МСТ) для увеличения их КПД. Разработаны методики и математические модели для расчета конструкции МСТ. Разработаны физико-химические основы создания эффективных контактных систем (КС) для МСТ, работающих при температурах до 1200 К. Обоснованы критерии выбора материалов контактных слоев в КС. Установлены термодинамический и кинетический факторы, определяющие стабильность КС. Разработаны способы и режимы получения эффективных КС для МСТ, термостабильных при температурах до 1200 К. Разработаны МСТ, содержащие демпферные слои. Разработаны способы коммутации МСТ. Для защиты низкотемпературных термоэлементов и герметизации термоэлектрических модулей разработан оригинальный высокоэффективный способ, позволяющий осуществлять их эксплуатацию при температурах от минус 60 °С до + 80 °С и влажности до 95%. Для исключения негативных процессов окисления и сублимации МСТ при температурах до 1200 К разработаны, не имеющие аналогов эффективные защитные покрытия. В результате применения разработанных физико-технологических основ изготовлены экспериментальные образцы различных конструктивно- технологических вариантов МСТ с КПД до 15%, что соответствует или превосходит известные мировые аналоги. 
  Для метрологического обеспечения исследований разработаны методики и изготовлен ряд измерительных комплексов и программное обеспечение для их функционирования. 
  Новые научные результаты диссертационной работы подтверждены 25 патентами на изобретения и свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ.
chairman_dissertation_council.name: Николай
chairman_dissertation_council.surname: Боргардт
chairman_dissertation_council.patronymic: Иванович
chairman_dissertation_council.position: директор института ФПМ
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: I-7869-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603557021
chairman_dissertation_council.rinc_id: 26249
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0001-80157603
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Владимир
organization_supervisor.surname: Беспалов
organization_supervisor.patronymic: Александрович
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 44.41.31
rubrics.name: Установки прямого преобразования тепловой энергии в электрическую
rubrics.code: 29.19.16
rubrics.name: Физика тонких пленок. Поверхности и границы раздела
rubrics.code: 29.19.31
rubrics.name: Полупроводники
rubrics.code: 29.19.09
rubrics.name: Тепловые свойства твердых тел
oecds.code: 02.05.QF
oecds.name: MATERIALS SCIENCE, CHARACTERIZATION & TESTING
oecds.code: 02.05.QG
oecds.name: MATERIALS SCIENCE, COATINGS & FILMS
oecds.code: 02.10.NS
oecds.name: NANOSCIENCE & NANOTECHNOLOGY
speciality_codes.name: Технология и оборудование для производства материалов и приборов электронной техники
speciality_codes.code: 2.2.3.
supervisors.fio: Шерченков А.А.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Слепцов В.В.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Ховайло В.В.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика магнитных явлений
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Дорохин М.В.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика полупроводников
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "МИЭТ"; НИУ МИЭТ;МИЭТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ"
protection_organization.ogrn: 1027739615584
protection_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
protection_organization.supervisor_surname: БЕСПАЛОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "МИЭТ"; НИУ МИЭТ;МИЭТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ"
author_organization.ogrn: 1027739615584
author_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
author_organization.supervisor_surname: БЕСПАЛОВ
author_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения