ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕРМОМЕТРИЧНОГО МАТЕРІАЛУ Ti1-xScxCoSb. КІНЕТИЧНІ, ЕНЕРГЕТИЧНІ ТА МАГНІТНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Подано першу частину комплексного дослідження термометричного матеріалу Ti1-xScxCoSb для виготовлення чутливих елементів термоелектричних та електрорезистивних термоперетворювачів. Досліджено кінетичні, енергетичні та магнітні характеристики напівпровідникового термометричного матеріалу Ti1-xScxCoSb у діапазонах: Т=80–400 К, х=0,005–0,15. Виявлено механізми одночасного генерування у напівпровіднику структурних дефектів акцепторної та донорної природи. Попередні дослідження показали, що результати моделювання енергетичних та кінетичних характеристик термометричних матеріалів на основі TiCoSb не узгоджуються із результатами експериментальних вимірювань, що не дає змоги прогнозувати та отримувати матеріал із наперед заданими характеристиками. Виникло припущення, що структура базового напівпровідника TiCoSb є дефектною і містить у позиції 4а атомів Ті вакансії, що власне і генерує акцептори. Окрім того, не виключалося зайняття домішковими атомами інших позицій, що також генерує акцептори. Наприклад, якщо до структури сполуки TiCoSb увести атоми V, заміщуючи у позиції 4а атоми Ті, що генерує донори, також може відбуватися одночасне часткове зайняття атомами V кристалографічної позиції 4с атомів Со, що призведе до генерування структурних дефектів акцепторної природи (в атомі V менше 3d-електронів, ніж в атомі Со).

Розуміти структурні та енергетичні особливості базового напівпровідника TiCoSb вкрай важливо, бо це дає змогу визначити шляхи оптимізації характеристик термометричних матеріалів легуванням певним типом та концентрацією домішок. Результат комплексного дослідження кінетичних, енергетичних та магнітних характеристик термометричного матеріалу Ti1-xScxCoSb – виявлення у напівпровіднику структурних дефектів донорної та акцепторної природи. Виникло припущення, що у термометричному матеріалі Ti1-xScxCoSb спостережувана невідповідність результатів пов’язана саме із неповним розумінням просторового розташування атомів та генерованих ними домішкових енергетичних рівнів у вихідній сполуці TiCoSb.