Виконано математичне моделювання та експериментальні вимірювання кінетичних та енергетичних характеристик чутливих елементів термоперетворювачів на основі термометричного матеріалу Ti1-xMoxCoSb у діапазоні температур 80–400 К. Попередні дослідження електрофізичних, енергетичних та структурних властивостей термометричних матеріалів, отриманих легуванням напівгейслерової фази TiCoSb атомами Ni та V, відповідно, показали, що вони володіють стабільними та відтворюваними характеристиками у температурному діапазоні 4,2–1000 К. Встановлено, що результати моделювання термометричних характеристик чутливих елементів на основі TiCo1-xNixSb та Ti1-xVxCoSb не узгоджувалися з результатами експериментальних вимірювань, що унеможливило їхнє використання для виготовлення чутливих елементів термометрів опору та термоелектричних перетворювачів. Моделювання електронної структури термометричних матеріалів Ti1-xMoxCoSb методом функцій Гріна (метод Корінги–Кона–Ростокера (KKR)) у наближенні когерентного потенціалу (Coherent Potential Approximation) та локальної густини (Local Density Approximation) з використанням ліцензованого програмного забезпечення AkaiKKR та SPR-KKR для обмінно-кореляційного потенціалу з параметризацією Moruzzi-Janak-Williams показало, що заміщення атомів Ti на Mo генерує у кристалі структурні дефекти донорної природи (у Mo більше 3d-електронів, ніж у Ti), а в забороненій зоні поблизу зони провідності εС утворюється домішковий донорний рівень (зона) ε2D. Експериментальні вимірювання електрокінетичних характеристик термометричних матеріалів Ti1-xMoxCoSb встановили наявність високотемпературних активаційних ділянок на залежностях питомого опору ln(ρ(1/T)), що вказує на розташування рівня Фермі εF у забороненій зоні напівпровідника, а це можливо за умови генерування акцепторів, які захоплюють вільні електрони, зменшуючи їхню концентрацію, та гальмують рух рівня Фермі εF до рівня протікання зони провідності εС. Отже, легування сполуки TiCoSb домішкою Mo призводить до генерування у кристалі структурних дефектів акцепторної та донорної природи. Встановлено механізми електропровідності чутливих елементів термоперетворювачів.
[1] S.Yatsyshyn, B. Stadnyk, Ya. Lutsyk, L. Buniak, Handbook of Thermometry and Nanothermometry. Barcelona, Spain: IFSA Publishing, 2015.
[2] V. Romaka, Yu. Stadnyk, L. Akselrud, V. Romaka, D. Frushart, P. Rogl, V. Davydov, Yu. Gorelenko, “Mechanism of Local Amorphization of a Heavily Doped Ti1-xVxCoSb Intermetallic Semiconductor”, Semiconductors., vol. 42, no. 7, pp. 753–760, 2008.
[3] V. Moruzzi, J. Janak, A. Williams, Calculated Electronic Properties of Metals. NY: Pergamon Press, 1978.