Термовольтаический эффект в массивных образцаx [Cu2o]90[Cu2Se]10 – [Cu2o]60[Cu2Se]40

В.В. Бавыкин, магистрант ПФм-141, Л.В. Канивец, аспирант, А.С. Шуваев, аспирант

Кафедра физики твердого тела

В настоящее время широкий интерес вызывают альтернативные источники энергии. Одними из представителей таких источников являются градиентные материалы, способные преобразовывать тепловую энергию в электрическую в отсутствие градиента температур вследствие термовольтаического эффекта. Для исследований в работе был выбран двухслойный массивный образец [Cu₂O]₉₀[Cu₂Se]₁₀ – [Cu₂O]₆₀[Cu₂Se]₄₀, который был получен методом горячего прессования при температуре Т = 540˚С и давлении Р = 600 МПа. Исследование термовольтаических свойств проводились дифференциальным методом измерения электрического напряжения с противоположных концов образца при его равномерном нагреве. На рис. 1 представлена зависимость среднего значения электрического напряжения термовольтаического эффекта от температуры. Из рисунка видно, что полученная зависимость имеет монотонно возрастающий характер.

Рис. 1. Температурная зависимость напряжения термовольтаического эффекта в образце [Cu2O]90[Cu2Se]10 – [Cu2O]60[Cu2Se]40	Рис. 2. Временная зависимость напряжения термовольтаического эффекта в образце [Cu2O]90[Cu2Se]10 – [Cu2O]60[Cu2Se]40

Генерируемый сигнал термовольаического эффекта при температуре Т = 355 ˚С имел постоянное значение в течение 360 минут (рис. 2). Установленные закономерности связываются с разной концентрацией носителей заряда при нагреве в композитных материалах [Cu₂O]₉₀[Cu₂Se]₁₀ и [Cu₂O]₆₀[Cu₂Se]₄₀, образующих составные части исследуемого образца. Равномерный нагрев образца приводит к перераспределению носителей заряда с одного конца образца с большей концентрацией носителей к другому, где концентрация носителей меньше, что и вызывает спонтанную генерацию электрического напряжения двухслойным образцом при его равномерном нагреве.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 13-08-97533).

УДК 537.621.2

Структура многослойных гетерогенных систем композит-композит

Аль-Аззави Хайдер С. Мохаммед, аспирант, А.В. Ситников, В.А. Макагонов

Кафедра физики твердого тела

В представленной работе рассматривается возможность формирования многослойной гетерогенной структуры, где слой композита, полученного в инертной атмосфере, чередуется с композиционной прослойкой полученной в среде, содержащей активный газ. Такие гетерогенные структуры с одной стороны должны иметь более высокое удельное сопротивление, а с другой менее выраженную перпендикулярную магнитную анизотропию ферромагнитных пленок.

При конденсации из паровой фазы процесс формирования пленки существенно различается в плоскости подложки и перпендикулярно ей. Анизотропия гетерогенной структуры определяется методами получения. В зависимости от состава композита структурная неоднородность может быть выражена в большей или меньшей степени. Так в случае композита (Co₄₀Fe₄₀B₂₀)₆₀(SiO₂)₄₀ мы имеем слабо проявленную анизотропию распределения металлических гранул. Когда рассматриваем композит (Co₈₄Nb₁₄Ta₂)₆₅(SiO₂)₃₅ можно определить структуру пленки, как «столбчатую». В плоскости пленки исследования ПЭМ не выявили существенной анизотропии гетерогенной структуры. Металлические гранулы размер которых составляет 6-7 нм хаотически распределены в плоскости образца.

Микрофотография поперечного разреза пленки многослойной гетерогенной структуры {[(Co₄₀Fe₄₀B₂₀)₆₀(SiO₂)₄₀]/ [(Co₄₀Fe₄₀B₂₀)₆₀(SiO₂)₄₀+O₂]}₁₇₆ (рис.), показывает наличие наноразмерных параллельных плоскости пленки слоев.

И

Микрофотография поперечного разреза пленки многослойной гетерогенной структуры {[(Co₄₀Fe₄₀B₂₀)₆₀(SiO₂)₄₀]/[(Co₄₀Fe₄₀B₂₀)₆₀(SiO₂)₄₀ +O₂]}₁₇₆, полученной при циклическом напылении в атмосфере P(Ar) = 610^-4 Торр в течение 47сек и смешанной атмосфере (P(Ar)=610^-4 Торр и P(О₂)=2,410^-5 Торр) в течение 15 сек.

сследуемые нами гетерогенные структуры имеют неоднородности (металлические гранулы и слоистая структура) масштаба несколько нанометров. Можно предположить, что при некоторых условиях возможна дифракция на подобных особенностях структуры пленок при малых углах отражения рентгеновских лучей. Анализ дифрактограмм показывает, что в композите (Co₄₅Fe₄₅Zr₁₀)_16,3(Al₂O₃)_83,7, полученном в инертной среде, в многослойных структурах, когда прослойки состоят из композита с малым значением х, наблюдается дифракционный максимум с d = 2.4 ÷ 2.8 нм. В композитах, полученных в среде, содержащей активные газы, композитах и многослойных структурах с большим содержанием металла данный максимум отсутствует. Эти экспериментальные данные можно объяснить, если предположить, что дифракция происходит от отдельных металлических наночастиц внедренных в диэлектрическую матрицу. Когда увеличивается доля металлической фазы, частицы объединяются и формируют проводящий кластер соприкасающихся металлических гранул условия дифракции не выполняются, в случае добавления активного газа возможно полное окисление металлических частиц и формирование гомогенной пленки оксидов металлов.

Кроме максимумов обусловленных рентгеновской дифракции от металлических частиц можно видеть пики имеющие иную природу. Анализ положения максимумов, их интенсивности и рассчитанной толщины многослойных структур свидетельствует, что мы имеем дифракцию от бислоев многослойной гетерогенной пленки.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 13-02-97511-р_центр_а

УДК 537.322.11:538.955