Особливості генерування енергетичних станів у напівпровіднику Lu1 – xVxNiSb
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe68.4.274Ключові слова:
рiвень Фермi, електронна структура, електроопiр, коефiцiєнт термо-ерсАнотація
Комплексне дослiдження кристалiчної та електронної стру-ктур, термодинамiчних, кiнетичних, енергетичних та магнiтних властивостей напiвпровiдника Lu1−xVxNiSb, x = 0–0,10 встановило можливiсть домiшкових атомiв V одночасно займати рiзнi кристалографiчнi позицiї. При цьому у структурi Lu1−xVxNiSb генеруються дефекти акцепторної та донорної природи, а в забороненiй зонi ϵg з’являються вiдповiднi енергетичнi стани. Спiввiдношення концентрацiй донорно-акцепторних станiв визначає по-ложення рiвня Фермi ϵF та механiзми електропровiдностi Lu1−xVxNiSb. Результати моделювання властивостей напiвпровiдника узгоджуються з даними експериментальних дослiджень. Розумiння механiзму генерування енергетичних станiв у напiвпровiднику у Lu1−xVxNiSb дозволяє моделювати та отримувати новi термоелектричнi матерiали з високою ефективнiстю перетворення теплової енергiї в електричну.
Посилання
K. Hartjes, W. Jeitschko. Crystal structure and magnetichyt56 properties of the lanthanoid nickel antimonides LnNiSb (Ln = La-Nd, Sm, Gd-Tm, Lu). J. Alloys Compd. 226, 81 (1995).
https://doi.org/10.1016/0925-8388(95)01573-6
L.I. Anatychuk. Thermoelements and Thermoelectric Devices. Reference Book (Naukova dumka, 1979) [in Russian].
I. Karla, J. Pierre, R.V. Skolozdra. Physical properties and giant magnetoresistance in RNiSb compounds. J. Alloys Compd. 265, 42 (1998).
https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00419-2
V.V. Romaka, L. Romaka, A. Horyn, P. Rogl, Yu. Stadnyk, N. Melnychenko, M. Orlovskyy, V. Krayovskyy. Peculiarities of thermoelectric half-Heusler phase formation in Gd-Ni-Sb and Lu-Ni-Sb ternary systems. J. Solid State Chem. 239, 145 (2016).
https://doi.org/10.1016/j.jssc.2016.04.029
K. Ciesielski, K. Synoradzki, I. Wolanska, P. Stachowiak, L. Kepinski, A. Jezowski, T. Tolinski, D. Kaczorowski. High-temperature power factor of half-Heusler phases RENiSb (RE = Sc, Dy, Ho, Er, Tm, Lu). J. Alloys Compd. 816, 152596 (2020).
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152596
D. Gnida, K. Ciesielski, D. Kaczorowski. Origin of the negative temperature coefficient of resistivity in the halfHeusler antimonides LuNiSb and YPdSb. Phys. Rev. B 103, 174206 (2021).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.103.174206
V.V. Romaka, L. Romaka, A. Horyn, Yu. Stadnyk. Experimental and theoretical investigation of the Y-Ni-Sb and Tm-Ni-Sb systems. J. Alloys Compd. 855, 157334-12 (2021).
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157334
V.V. Romaka, Yu.V. Stadnyk, P.F. Rogl, L.P. Romaka, V.Y. Krayovskyy, A.Y. Horpenyuk, A.M. Horyn. Mechanism of Defect Formation Zr1−xVxNiSn Thermoelectric Material. Ukr. J. Phys. 66, 333 (2021).
https://doi.org/10.15407/ujpe66.4.333
V.A. Romaka, Yu.V. Stadnyk, V.Ya. Krayovskyy, L.P. Romaka, O.P. Guk, V.V. Romaka, M.M. Mykyychuk, A.M. Horyn. The Latest Heat-Sensitive Materials and Temperature Transducers (Lviv Polytechnic Publishing House, 2020) [in Ukrainian].
V.A. Romaka, Yu.V. Stadnyk, L.G. Akselrud, V.V. Romaka, D. Fruchart, P.F. Rogl, V.N. Davydov, Yu.K. Gorelenko. Mechanism of local amorphization of a heavily doped Ti1−xVxCoSb intermetallic semiconductor. Semiconductors 42, 753 (2008).
https://doi.org/10.1134/S1063782608070014
V.A. Romaka, P. Rogl, V.V. Romaka, D. Kaczorowski, Yu.V. Stadnyk, V.Ya. Krayovskyy, A.M. Horyn. Features of conductivity mechanisms in heavily doped compensated V1−xTixFeSb semiconductor. Semiconductors 50, 860 (2016).
https://doi.org/10.1134/S1063782616070204
V.A. Romaka, Yu.V. Stadnyk, L.P. Romaka, V.Z. Pashkevych, V.V. Romaka, A.M. Horyn, P.Yu. Demchenko. Study of structural, thermodynamic, energy, kinetic and magnetic properties of thermoelectric material Lu1−xZrxNiSb. J. Thermoelectricity 1, 32 (2021).
V.V. Romaka, V.A. Romaka, Yu.V. Stadnyk, L.P. Romaka, P.Y. Demchenko, V.Z. Pashkevych, A.M. Horyn. Featutes of mechanisms of electrical conductivity in semiconductive solid solution Lu1−xScxNiSb. Ukr. J. Phys. 67, 370 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.5.370
T. Roisnel, J. Rodriguez-Carvajal. WinPLOTR: a windows tool for powder diffraction patterns analysis. Mater. Sci. Forum, Proc. EPDIC7 378-381, 118 (2001).
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.378-381.118
G. Kresse, J. Hafner. Ab initio molecular dynamics for liquid metals. Phys. Rev. B 47, 558 (1993).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.47.558
G. Kresse, D. Joubert. From ultrasoft pseudopotentials to the projector augmented-wave method. Phys. Rev. B 59, 1758 (1999).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.59.1758
J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Generalized gradient approximation made simple. Phys. Rev. Lett. 77 (18), 3865-8 (1996).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
H.J. Monkhorst, J.K. Pack. Special points for Brillouinzone integrations. Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.13.5188
K. Okhotnikov, T. Charpentier, S. Cadars. Supercell program: a combinatorial structure-generation approach for the local-level modeling of atomic substitutions and partial occupancies in crystals. J. Cheminform. 8 (17), 1 (2016).
https://doi.org/10.1186/s13321-016-0129-3
P. Vinet, J.H. Rose, J.S. Jr Ferrante. Universal features of the equation of state of solids. J. Phys.: Codens. Matter. 1, 1941 (1989).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/1/11/002
A. Gulans, S. Kontur, C. Meisenbichler, D. Nabok, P. Pavone, S. Rigamonti, S. Sagmeister, U. Werner, C. Draxl. Exciting - a full-potential all-electron package implementing density-functional theory and many-body perturbation theory. J. Phys.: Condens Matter. 26 363202, 1 (2014).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/26/36/363202
B.R. Nag. Electron Transport in Compound Semiconductors (Springer Verlag, 1996).
G.D. Mahan and J.O. Sofo. The best thermoelectric. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 7436 (1996).
https://doi.org/10.1073/pnas.93.15.7436
T.J. Scheidemantel, C. Ambrosch-Draxl, T. Thonhauser, H.V. Badding, J.O. Sofo. Transport coefficients from firstprinciples calculations. Phys. Rev. B 68, 125210 (2003).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.68.125210
N.F. Mott and E.A. Davis. Electron Processes in NonCrystalline Materials (Clarendon Press, 1979).
B.I. Shklovskii, A.L. Efros. Electronic Properties of Doped Semiconductors (Springer-Verlag, 1984).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
