Термоэмиссионный и пироэлектрический ток в халькогенидах марганца

Автор: Ситников М.Н., Харьков А.М., Аплеснин С.С.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Технологические процессы и материалы

Статья в выпуске: 2 т.25, 2024 года.

Бесплатный доступ

Исследуются халькогениды марганца, перспективные для изготовления термоэлементов. Измеряется ток в интервале температур 80-500 К и в отсутствие внешнего напряжения, который может быть вызван градиентом температуры (термоЭДС), изменением электрической поляризации (пироэлектрический ток), возникновением разности потенциалов при деформации образца (пьезоэлектрический ток) или термоэлектронной эмиссией (термоэмиссионный ток). Найдены температуры аномалий тока и их связь с термоэмиссионным током и током поляризации. Изменение электрической поляризации по температуре вызовет пироэлектрический ток. Компенсация избыточного электрического заряда приведет к локальной электрической поляризации. Частичная декомпенсация вызовет образование электрического поля в образце. Определены критические температуры исчезновения электрической поляризации для разных концентраций. В области концентрации протекания ионов тулия по решетке установлен активационный характер термоэмиссионного тока и найдена энергия активации. Пироэлектрический ток имеет меньшую величину по сравнению с термоэмиссионным током. Механизм тока обусловлен эмиссией электронов с глубоких ловушек, и температуры максимумов термоэмиссионного тока коррелируют с температурами исчезновения ИК поглощения. Вычислена плотность электрического тока и ее величина от типа замещенного редкоземельного элемента.

Еще

Полупроводники, термоэмиссионный ток, пироэлектрический ток

Короткий адрес: https://sciup.org/148329070

IDR: 148329070 | DOI: 10.31772/2712-8970-2024-25-2-264-271

Список литературы Термоэмиссионный и пироэлектрический ток в халькогенидах марганца

Castro-Gutiérrez J., Celzard A., Fierro V. Energy Storage in Supercapacitors: Focus on Tannin- Derived Carbon Electrodes // Front. Mater. 2020. Vol. 7. P. 217.
Electrocatalytic and supercapacitor performance of phosphorous and nitrogen co-doped porous carbons synthesized from aminated tannins / V. G. Bairi, U. B. Nasini et al. // Electrochim. Acta. 2015. Vol. 182. P. 987.
Advances in high-voltage supercapacitors for energy storage systems: materials and electrolyte tailoring to implementation / J. M. Lim, Y. S. Jang et al. // Nanoscale Adv. 2023. Vol. 5. P. 615–626.
Dielectric gels with ultra-high dielectric constant, low elastic modulus, and excellent transparency / L. Shi, R. Yang, S. Lu et. al. // NPG Asia Mater 2018. Vol. 10. P. 821–826.
An all-organic composite actuator material with a high dielectric constant / Q. M. Zhang et al. // Nature 2002. Vol. 419. P. 284–287.
Dielectric and electrical properties of polymorphic bismuth pyrostannate Bi2Sn2O7 / L. V. Udod et al. // Phys. Sol. St. 2014. Vol. 56, No. 7. P. 1315–1319.
Magnetodielectric effect and spin state of iron ions in iron-substituted bismuth pyrostannate / L. V. Udod, S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov et al. // Eur. Phys. J. Plus 2020. Vol. 135. P. 776.
Effect of the Electrical Inhomogeneity on the Magnetocapacitance Sign Change in the HoxMn1‒xS Semiconductors upon Temperature and Frequency Variation / S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov, A. M. Kharkov, H. Abdelbaki // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2023. Vol. 34. P. 284.
Aplesnin S. S., Kharkov A. M., Filipson G. Yu. Magnetic capacitance in variable-valence manganese sulfides // Phys. Status Solidi B. 2020. Vol. 257, № 5. P. 1900637.
Dielectric and transport properties, electric polarization at the sequential structural phase transitions in iron-substituted bismuth pyrostannate / S. S. Aplesnin, L. V. Udod, M. N. Sitnikov, O. B. Romanova // Ceram. Int. 2021. Vol. 47, № 2. P. 1704–1711.
Defect-induced dipole polarization engineering of electromagnetic wave absorbers: Insights and perspectives / C. Gong, J. Ding et al. // Composites Part B: Engineering 2023. Vol. 252. P. 110479.
Исследование магнитоэлектрического эффекта и термоЭДС в композитном железозамещенном пиростанате висмута Bi2(Sn0.7Fe0.3)2O7/Bi2Fe4O9 / Л. В. Удод, C. C. Аплеснин, М. Н. Ситников, О. Б. Романова // ФТТ. 2023. Т. 65, Вып. 8. С. 1361–1367.
Aplesnin S. S., Kharkov A. M., Sitnikov M. N. Regulation of the thermopower and ultrasoundby magnetic field in manganese sulfide doped with variable-valence ions // Eur. Phys. J. Plus. 2024. Vol. 139. P. 247.
Ultralow thermal conductivity and high thermopower of a novel high-entropy (Sr0.2Ba0.2La0.2Eu0.2Pb0.2)Nb2O6 with tungsten bronze structure / M. Zhu, D. Ma et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2024. Vol. 44, Is. 4. P. 2198–2205.
High performance (ZT>1) n-type oxide thermoelectric composites from earth abundant materials / M. Acharya, S. S. Jana, M. Ranjan, T. Maiti // Nano Energy 2021. Vol. 84. P. 105905.
Electrosound and asymmetry of the I‒V characteristic induced by ultrasound in the ReхMn1‒хS (Re = Tm, Yb) / S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov, O. B. Romanova et al. // Eur. Phys. J. Plus. 2022. Vol. 137. P. 226.
Structural and electronic transitions in thulium-substituted manganese selenide / O. B. Romanova, S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov et al. // Ceram. Int. 2022. Vol. 48, Is. 20. P. 29822–29828.
Thermoelectric properties of efficient thermoelectric materials on the basis of bismuth and antimony chalcogenides for multisection thermoelements / M. Shtern, M. Rogachev et al. // J. All. Comp. 2021. Vol. 877. P. 160328.
Thermoelectric Silver-Based Chalcogenides / S. Y. Tee, D. Ponsford, C. L. Lay et al. // Adv Sci. 2022. Vol. 9, No. 36. P. 2204624.
A record thermoelectric efficiency in tellurium-free modules for low-grade waste heat recovery / Z. Bu, X. Zhang, Y. Hu et al. // Nat. Commun. 2022. Vol. 13. P. 237.
Insight into the structural, vibrational and thermodynamic properties of SmX (X = S, Se, Te) chalcogenides: First-principles investigations / A. Bakar, A. Afaq et al. // Phys. B: Cond. Matt. 2020. Vol. 576. P. 411715.
Pressure-Induced Valence Anomaly in TmTe Probed by Resonant Inelastic X-Ray Scattering / I. Jarrige, J.-P. Rueff, S. R. Shieh et al. // Phys. Rev. Lett. 2008. Vol. 101. P. 127401.
Electronic structure and spectroscopic properties of thulium monochalcogenides / S. Lebègue, G. Santi, A. Svane et al. // Phys. Rev. B. 2005. Vol. 72. P. 245102.
Electronic configuration mixing in Sm1−xYxS / M. Avignon, S. Ghatak, J. Coey et al. // JMMM. 1976. Vol. 3. P. 88.
Reim W., Wachter P. First Observation of a Magnetic-Exchange–Induced Valence Transition // Phys. Rev. Lett. 1985. Vol. 55. P. 871.
Influence of induced electrical polarization on the magnetoresistance and magnetoimpedance in the spin-disordered TmxMn1–xS solid solution / S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov, A. M. Kharkov et al. // Phys. Status Solidi B. 2019. Vol. 256. P. 1900043.

Еще

Статья научная