Название:	Материалы на основе силицида магния с рекордной удельной термоэлектрической эффективностью
Грантодатель:	РФФИ
Область знаний:	08 - ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК
Научная дисциплина:	02-202 Полупроводники
Ключевые слова:	полупроводник, термоэлектричество, наноструктура, эффективность, удельная эффективность
Время действия проекта:	2012-2014
Тип:	исследовательский
Руководитель(и):	Федоров,МИ
Подразделения:	лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)
Код проекта:	12-08-01051
Финансирование 2012 г.:	1000000
Исполнители:	Андреев,АА Бурков,АТ: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ) Гуриева,ЕА: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ) Еремин,ИС: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ) Зайцев,ВК: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ) Исаченко,ГН: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ) Константинов,ПП: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ) Новиков,СВ Самунин,АЮ: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)

Одним из основных параметров, определяющих возможность использования термоэлектрических материалов в транспортных устройствах является удельная термоэлектрическая эффективность, то есть эффективность приведенная к плотности материала. В твердых растворах на основе силицида магния этот параметр имеет рекордное значение ZT/d=0.45 (Z - термоэлектрическая эффективность, Т - абсолютная температура, d - плотность материала в г/куб.см). Эта величина, примерно в полтора раза превышает значение, достигнутое в материалах на основе твердых растворов кремний-германий. Оценки показывают, что если удастся повысить термоэлектрическую эффективность силицида магния до 1.5, то при этом удельная эффективность достигнет 0.8, что беспрецендентно в термоэлектрических устройствах. Основным методом повышения термоэлектрической эффективности будет получение материалов с размером зерна менее 50 нм. При столь мелком размере зерна, значительно увеличивается рассеяние фононов на границах зерен, что приводит к снижению теплопроводности. Кроме того, начинают проявляться такие квантовые эффекты, как тунеллирование электронов на границах зерен, что приводит к значительному повышению фактора мощности. Предполагается, что стабильность границ будет обеспечиваться за счет смеси исследуемого материала с материалами на основе углерода. Суммарный эффект должен дать возможность повысить ZT до 1.5.