Термоэлектрические свойства объемных нанокомпозитов на основе халькогенидов с магнитоактивным наполнителем

Цель проекта: разработка термоэлектрических объемных нанокомпозитов, состоящих из матрицы на основе халькогенидов (как с электронным, так и с дырочным типом проводимости), и наноразмерного наполнителя из магнитоактивного материала (как ферромагнитного, так и антиферромагнитного), направленная на формирование микроструктуры нанокомпозита, обеспечивающей реализацию специфических физических эффектов и увеличение его термоэлектрической добротности. Термоэлектрические материалы традиционно используются при создании устройств прямого преобразования тепловой энергии в электрическую (эффект Зеебека) – термоэлектрических генераторных устройств, или для создания холодильных устройств, использующих обратный физический эффект (эффект Пельтье). Сплавы на основе теллурида висмута являются одними из широко применяемых низкотемпературных термоэлектрических материалов. Общим недостатком термоэлектрических материалов является их сравнительно невысокая эффективность, что препятствует масштабному промышленному применению термоэлектрических преобразователей энергии. Основным результатом проекта будет сам термоэлектрический объемный нанокомпозит, который следует рассматривать как новый материал, в котором за счет создания определенной микроструктуры, оптимизации состава, наличия специфических свойств матрицы и магнитоактивного наполнителя, будут реализованы условия для реализации сразу нескольких физических механизмов, управляющих основными термоэлектрическими свойствами (удельное электрическое сопротивление, коэффициент Зеебека, полная теплопроводность), что, в свою очередь, позволит повысить термоэлектрическую эффективность такого материала. Разрабатываемые нанокомпозиты являются новым материалом, так как нанокомпозиты, состоящие из матрицы на основе халькогенидов (твердые растворы систем Bi2Te3-Bi2Se3 и Bi2Te3-Sb2Te3) с магнитоактивным наполнителем из Ni и Co и их оксидов, до настоящего времени не разрабатывались. Поэтому результаты изучения термоэлектрических свойств таких нанокомпозитов, позволяющие установить закономерности и механизмы изменения этих свойств в зависимости от типа и содержания магнитоактивного наполнителя, будут являться новыми. Полученные в проекте результаты будут способствовать разработке научных и технологических основ получения новых или модифицирования существующих термоэлектрических материалов (наноматериалов), обладающих высокой термоэлектрической добротностью. Развиваемые в проекте технологические подходы к получению разрабатываемых нанокомпозитов могут быть использованы при создании других функциональных и конструкционных материалов.