Введение
1 Термоэлектрическая эффективность и технологии получения халькогенидов висмута и сурьмы 12
1.1. Термоэлектрическая эффективность 12
1.2 Структура халькогенидов висмута и сурьмы 18
1.3 Анизотропия 21
1.4 Исторический обзор 22
1.5 Методы получения кристаллов теллурида висмута 23
1.6 Формирование контакта металл-полупроводник на теллуриде висмута 27
Выводы к Главе 1 31
2. Материалы и методы исследования 33
2.1. Особенности получения анизотропных материалов и постановка задачи 33
2.2 Особенности технологического процесса получения материалов 37
2.2.1. Объекты исследований 39
2.2.2. Установка для синтеза материала и кристаллизации слитков 41
2.2.3 Процесс кристаллизации слитков 43
2.2.4 Структура кристаллизованных слитков 46
2.3 Методы контроля текстуры, фазового и элементного составов образцов термоэлектрических материалов 47
2.4 Исследования электрофизических и механических свойств 52
Выводы к главе 2 54
3. Получение и структурные свойства слитков твердых растворов Bi2Te3-Bi2Se3 и Sb2Te3-Bi2Te3 56
3.1 Исследование закономерностей формирования температурного поля в процессе кристаллизации 58
3.1.1 Математическая модель кристаллизации сплава в теплопроводностном приближении 58 3.1.2 Математическая модель кристаллизации сплава в конвективном приближении 60
3.1.3 Расчет теплового поля методами конечных элементов 64
3.2 Оценка влияния анизотропии на электрофизические свойства 71
3.2 Закономерности роста слитков твердых растворов Sb2Te3-Bi2Te3 методом Бриджмена 76
3.2.1. Зависимость формирования структуры слитков от скорости кристаллизации 77
3.2.2. Исследование текстуры и состава слитков, выращенных при различной скорости кристаллизации 82
Выводы к главе 3 101
4 Создание термоэлементов: обработка слитков и металлизация 102
4.1 Нанесение и исследование покрытий 103
4.1.1 Магнетронное распыление 105
4.1.2 Электрохимическое осаждение 108
4.2 Исследование изменения структуры и состава приконтактных слоев в процессе эксплуатации 113
4.2.1 Особенности поведения термоэлементов n-типа проводимости при отжиге 114
4.2.2 Первопринципные расчеты поведения олова в твердых растворах Sb2Te3-Bi2Te3 123
4.2.3 Особенности поведения термоэлементов p-типа проводимости при отжиге 127
4.3 Электроэрозионная резка и ее влияние на формирование нарушенных слоев 129
4.4 Слоисто-ориентированные ТЭМ и механическая прочность термоэлементов 136
4.5 Электрохимическая полировка 148
Выводы по главе 4 155
Список использованной литературы 158
