ТРАНСПОРТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В НОВЫХ ГЕТЕРОГЕННЫХ И ГРАДИЕНТНЫХ СИСТЕМАХ

Цель работы - установление влияния легирования углеродом и серебром на термоэлектрические свойства тонких пленок PbTe, а также исследование влияния углеродного наполнителя на электросопротивление и термоЭДС объемных композитов на основе окиси меди, полученных по керамической технологии. Исследованы тонкие пленки PbTe-C и PbTe-Ag, полученные методом ионно-лучевого распыления, и объемные композиты, полученные по керамической технологии методом одностороннего горячего прессования с матрицей из оксида меди CuO и различным содержанием углеродного наполнителя. В качестве углеродного наполнителя использовались углеродные нановолокна и фуллерены C₆₀. Исследовано влияние легирования серебром и углеродом на электрические свойства тонких пленок PbTe, полученных методом ионно-лучевого напыления. Установлено, что легирование теллурида свинца 2,7 - 2,8 ат.% Ag и 9,7 - 11 ат.% C приводит к росту концентрации и подвижности носителей заряда. При концентрациях Ag более 2,8 ат.% и C более 11 ат.% происходит образование двухфазных композитов PbTe-C и PbTe-Ag₂Te, что приводит к уменьшению концентрации носителей заряда и их подвижности с увеличением содержания легирующего элемента. Максимально достигнутые в данной работе значения фактора термоэлектрической мощности для тонких пленок PbTe-С и PbTe-Ag составили 0,768 мВт• м⁻¹• К⁻² и 1 мВт•м⁻¹•К⁻² соответственно, что вдвое больше значения, полученного для чистых пленок PbTe при тех же условиях напыления (0,584 мВт•м⁻¹•К⁻²). Для объемных материалов были исследованы концентрационные зависимости электросопротивления и термоЭДС для композитов CuOнано С₆₀ и CuOнано - УНВ. Установлено, что полученные зависимости электросопротивления характеризуются S-образными кривыми, характерными для перколяционных систем. Для композитов CuOнано С₆₀ порог протекания, определенный как середина участка наиболее сильного изменения ρ(X), составил 2,4% масс. С₆₀. Для композитов CuOнано - УНВ порог протекания не может быть определен непосредственным образом из зависимостей удельного электрического сопротивления и термоЭДС. Анализ зависимостей термоЭДС от содержания углеродного наполнителя показал, что все исследованные образцы обладают дырочной проводимостью. Для композитов CuOнано - УНВ с увеличением содержания углерода термоЭДС монотонно убывает, что совместно с уменьшением удельного электрического сопротивления приводит к более низким значениям фактора термоэлектрической мощности в сравнении с CuOнано без добавления наночастиц. Для композитов CuOнано - С₆₀ обнаружена немонотонная зависимость термоЭДС от содержания углерода с минимумом 1,5% масс С₆₀, однако при добавлении от 1,5 до 5% масс С₆₀ значения термоЭДС увеличиваются почти в два раза относительно чистого CuOнано. Добавление углерода в количестве 5% масс С₆₀ приводит к увеличению фактора термоэлектрической мощности более чем в 300 раз в сравнении с чистым CuOнано. Зависимости удельного электросопротивления в области низких температур показали, что в диапазоне 250 - 300 К преобладающим механизмом электропереноса является термоактивационный. Анализ энергий активации удельной электрической проводимости показал, что добавление углеродного наполнителя приводит уменьшению энергии активации электропроводности в сравнении с CuOнано без добавления углеродных наночастиц. Из анализа температурных зависимостей удельного электросопротивления композитов CuOнано - УНВ следует, что порог протекания системы CuOнано - УНВ находится между 5 и 7% масс. УНВ.