Новые технологии получения и дизайна структуры материалов для современной энергетики: новые сплавы, керамики и структуры

"В качестве первой группы объектов исследования выступают конструкционные сплавы, применяемые в энергетике, общем и специальном машиностроении (алюминиевые и медные сплавы, углеродистые стали), в качестве второй группы – экспериментальные образцы плёночных термоэлектрических материалов, характеризующихся улучшенной относительно объёмных аналогов добротностью, и сформированных с применением методов МОС-гидридной эпитаксии и молекулярно-лучевой эпитаксии. Цель работы - разработка научных основ новых способов модификации (дизайна) структуры материалов для энергетики и машиностроения, создание новых материалов на базе полупроводниковых наноструктурированных функциональных материалов для альтернативных источников энергии. В ходе выполнения этапа 1 по направлению «Новые способы модификации (дизайна) структуры материалов для термоэлектрических источников энергии на базе полупроводниковых наноструктурированных функциональных материалов, получаемых методами МОС-гидридной и молекулярно-лучевой эпитаксии»» выполнены технологические эксперименты и установлены параметры квантовых точек, формируемых методами самоорганизации в термоэлектрических структурах различного химического состава, размерности и с различными исходными термоэлектрическими параметрами. Получены экспериментальные температурные зависимости коэффициента Зеебека и электропроводности для различных конфигураций наноструктур с самоорганизованными квантовыми точками. Установлена взаимосвязь кристаллической структуры, термоэлектрических свойств и параметров технологии получения самоорганизованных квантовых точек. Будет выполнена оценка практической возможности использования массивов самоорганизованных квантовых точек в полупроводниковой структуре для увеличения коэффициента Зеебека и повышения коэффициента ZT. По направлению «Сплавы и стали для энергетики и машиностроения» разработаны новые теоретические модели описывающие процессы динамической деформации и роста зерен в сильнодеформированных металла (на примере меди и медных сплавов), модель плавления металлов, а также представлены результаты экспериментальных исследований эволюции микроструктуры и свойств сильнодеформированных материалов (на примере углеродистой стали). Основным практическим результатом являются режимы получения и результаты исследований новых материалов и структур для перспективных приложений в энергетике."