Белоногов Е.К., Дыбов В.А., Костюченко А.В., Кущев С.Б., Cанин В.Н., Сериков Д.В., Солдатенко С.А.
МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕТВЕЙ НА ОСНОВЕ ТВЕРДОГО РАСТВОРА Bi2Te3-Bi2Se3 МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОЙ ФОТОННОЙ ОБРАБОТКИ

Полный текст:

Методами рентгеновской дифрактометрии, локального рентгеноспектрального микроанализа, растровой электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии и наноиндентирования проведены исследования фазового и элементного составов, морфологии и механических свойств поверхности полупроводниковых термоэлектрических ветвей (n –типа) на основе твердого раствора Bi2Te3-Bi2Se3, прошедших импульсную фотонную обработку (ИФО). Установлено, что в результате ИФО в вакууме происходит развитие рельефа поверхности (увеличение шероховатости поверхности, перепада высот) и изменение фазового состава вследствие сублимации селена и теллура. Напротив, ИФО поверхности ветвей в атмосфере Ar уменьшает  шероховатость и практически не изменяет фазовый состав ветвей. Определены оптимальные режимы модификации поверхности методом ИФО, позволяющие достигнуть наименьшей шероховатости и повышенной твердости поверхности без изменения фазового состава полупроводниковых термоэлектрических ветвей.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках постановления Правительства Российской Федерации от 9 апреля 2010 г. №218 (Договор № 03.G25.31.0246).

Ключевые слова: термоэлектрический генератор, Bi2Te3-Bi2Se3, импульсная фотонная обработка, модификация поверхности, механические свойства

Белоногов Евгений Константинович – д. ф.-м. н., профессор, Воронежский государственный технический университет, Воронежский государственный университет; тел.: +7(473) 2467633, e-mail: ekbelonogov@mail.ru

Дыбов Владислав Анатольевич – аспирант, м. н. с., Воронежский государственный технический университет; тел.: +7(473) 2467633, e-mail: dybovvlad@gmail.com

Костюченко Александр Викторович – к. ф.-м. н., зав. лабораторией, Воронежский государственный технический университет; тел.: +7(473) 2467633, e-mail: e-mail: av-kostuchenko@mail.ru

КущевСергейБорисович – д. ф.-м. н., профессор, в. н. с., Воронежский государственный технический университет; тел.: +7(473) 2467633, e-mail: kushev_sb@mail.ru

СанинВладимирНиколаевич – д. ф.-м. н., профессор, ВУНЦ ВВС «ВВА им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»; тел.: +7(473) 2467633, e-mail: vsanin@ro.ru

Сериков Дмитрий Владимирович – м. н. с., Воронежский государственный технический университет; тел.: +7(473) 2467633, e-mail: dmitriy.tut@mail.ru

Солдатенко Сергей Анатольевич – к. ф.-м. н., доцент, Воронежский государственный технический университет; тел.: +7(473) 2467633, e-mail: cossack408@mail.ru

  1. Brostow W. // J. Mater. Res., 2012, vol. 27, № 22. pp. 2931-2936.
  2. Симкин А. В., Бирюков А. В., Репников Н. И., Иванов О. Н. // Термоэлектричество, 2012, № 2, c. 76-82.
  3. Feng H.-P., Yu B., Chen Sh., Collins K., He C., Ren Z.F., Chen G. // Electrochimica Acta, vol. 56, pp. 3079–3084.
  4. Бирюков А. В., Репников Н. И., Иванов О. Н., Симкин А. В. // Термоэлектричество, 2011, № 3, с. 36-42.
  5. Virt I. S., Shkumbatyuk T. P., Kurilo I. V., Rudyi I. O., Lopatinskyi T. Ye., Linnik L. F., Tetyorkin V. V., Phedorov A. G. // Semiconductors, 2010, vol. 44, № 4, pp. 544–549.
  6. Ievlev V. M. // Usp. Khim., 2013, vol. 82, № 9, pp. 815–834.
  7. Иевлев В. М., Кущев С. Б., Сербин О.В. и др. // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение, 2001, № 1.10, с. 77-79.
  8. Двуреченский, А. В.Качурин, Г. А.Нидаев Е. В. Импульсный отжиг полупроводниковых материалов. М.: Наука, 1982, 208 с.
  9. Борисенко В. Е. Твердофазные процессы в полупроводниках при импульсном нагреве. Минск: Навука i тэхнiка, 1992, 248 с.
  10. Powder Diffraction File, Alphabetical Index Inorganic Compounds. 1977, JCPDS, Pensilvania 19081, U.S.A.
  11. Binary Alloy Phase Diagrams / Ed. Massalski T. B., Materials Park, Ohio: ASM International, 1990.
  12. Lamuta C., Cupolillo A., Politano A., Aliev Z. S., Babanly M. B., Chulkov E. V., Alfano M., Pagnotta L. // Phys. Status Solidi B-Basic Solid State Phys., 2016, vol. 253, № 6, pp. 1082–1086.