ТЕПЛОПРОВІДНІСТЬ ТА ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНА ДОБРОТНІСТЬ ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ CUIN5S8-CDIN2S4
DOI:
https://doi.org/10.32782/pet-2023-2-4Ключові слова:
напівпровідники, тверді розчини, коефіцієнт теплопровідності, термоелектрична добротністьАнотація
1. Андрущенко В.П. Інформаційний вимір сучасної освіти / В. Андрущенко, О. Кивлюк, О. Скубашевська. Київ : «МП Леся», 2017. 956 с. 2. Бех І.Д. Компетентнісний підхід у сучасній освіті. Педагогіка вищої школи: методологія, теорія. Київ : Генезис, 2009. С. 21–25. 3. Бодненко Т.В. Професійно-орієнтоване навчання технічних дисциплін майбутніх фахівців комп’ютерних систем : монографія. Черкаси : Вид-во «ІнтерлігаТОР», 2016. 372 с. 4. Війчук Т.І. Прикладна спрямованість змісту навчання як засіб формування статистичних уявлень учнів. Дидактика математики: проблеми і дослідження. Донецьк : ДонНУ, 2008. Вип. 30. С. 194–199. 5. Жерноклєєв І.В. Сучасний стан і реформа системи підготовки майбутніх учителів технології та професійного навчання у Швеції. Проблеми трудової і професійної підготовки : науково-методичний збірник. Слов’янськ, 2011. Вип. 16. С. 43–51. 6. Особливості інтегрованого тестового контролю технічних дисциплін і природничо-математичних дисциплін в середніх професійно-технічних навчальних закладах / А.В. Касперський, Ю.В. Немченко, О.М. Кучменко, О.М. Дейнека. Збірник наукових праць Херсонського державного університету. Педагогічні науки. 2016. Вип. 69(1). С. 157–161. 7. Корець М.С. Фізико-математична підготовка фахівців технологічної та професійної освіти. Актуальні проблеми методології та методики навчання фізико-математичних дисциплін : Всеукраїнська науково-практична конференція, присвячена 85-річчю від дня народження кандидата фізико-математичних наук, завідувача кафедри методології та методики навчання фізико-математичних дисциплін вищої школи, професора Івана Тихоновича Горбачука. Київ : Вид-во НПУ імені М.П. Драгоманова, 2018. С. 99–100. 8. Кремінь В.Г., Биков В.Ю. Категорії «простір» і «середовище»: особливості модельного подання та освітнього застосування. Теорія і практика управління соціальними системами. 2013. № 2. С. 3–16. 9. Марущак О.В. Інтеграція знань з матеріалознавства у професійній підготовці майбутніх фахівців швейного виробництва : дис. … канд. пед. наук : 13.00.04. Вінницький державний педагогічний університет ім. М. Коцюбинського. Вінниця, 2005. 260 с. 10. Сидоренко В.К. Інтеграція трудового навчання і креслення як засіб розвитку технічних здібностей школярів (дидактичний аспект) : дис. … д-ра пед. наук : 13.00.01. Київ, 1995. 435 с. 11. Тхоржевський Д.О. Яким має бути зміст освітньої галузі «Технології». Трудова підготовка у закладах освіти. 2000. № 3. С. 7–10. 12. Шевченко В.В. Роль інформаційних компетенцій та компетентностей у професійній діяльності майбутнього вчителя. Науковий часопис Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова. Серія № 13. Проблеми трудової та професійної підготовки. Випуск 6 : збірник наукових праць. Київ : Вид-во НПУ імені М.П. Драгоманова, 2010. С. 236–242.У роботі досліджено залежність коефіцієнта теплопровідності та термоелектричної добротності монокристалів CuIn5S8-CdIn2S4 із вмістом 0, 20, 40, 60, 80 і 100 мол.% CdIn2S4 від їх компонентного складу. Мета роботи полягала в експериментальному визначенні коефіцієнта теплопровідності та розрахунку термоелектричної добротності твердих розчинів CuIn5S8-CdIn2S4. Встановлено, що основний внесок у теплопровідність монокристалів CuIn5S8-CdIn2S4 дає граткова складова. Розраховано термоелектричну добротність твердих розчинів CuIn5S8-CdIn2S4. Проаналізовано залежність цих параметрів від компонентного складу CuIn5S8-CdIn2S4. Для вимірювання коефіцієнта теплопровідності використовували багаторазово перевірене обладнання. Усі дослідження проводили при T≈300 K. Збільшення вмісту CdIn2S4 у твердому розчині CuIn5S8-CdIn2S4 призводить до зростання термоелектричної добротності твердих розчинів. Різке зростання коефіцієнта теплопровідності для монокристалів СuIn5S8-CdIn2S4 з вмістом ≈20-80 мол.% CdIn2S4 може обумовлюватись зростанням дефектності кристалічної решітки монокристалів. Термоелектрична ефективність була найвищою в монокристалах CdIn2S4 та становила ZT≈0,046. Найнижчі значення термоелектричної добротності (ZT≈0,02) характерні для сполук СuIn5S8 та СuIn5S8-CdIn2S4 з ≈40 мол.% CdIn2S4. Показано, що, змінюючи компонентний склад монокристалів CuIn5S8-CdIn2S4, можна змінювати значення коефіцієнта теплопровідності та термоелектричної добротності. Плавна зміна коефіцієнта теплопровідності і термоелектричної добротності в монокристалах СuIn5S8-CdIn2S4 із збільшенням вмісту атомів Cd може знайти практичне застосування в напівпровідниковому приладобудуванні, де використовуються напівпровідникові матеріали СuIn5S8 та CdIn2S4.
Посилання
Alzahrani, J., Al-Qaisi, S., Mahmood, Q., & Ghrib, T. First Principle Study of Structural, Electronic, and Optical Properties of XIn2S4 (X=Zn, Cd, Hg). Journal of Materials and Physical Sciences. 2021. Vol. 2. № 2. P. 69–77.
Rinkle Juneja, Abhishek K. Singh Rattling-Induced Ultralow Thermal Conductivity Leading to Exceptional Thermoelectric Performance in AgIn5S8. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. Vol. 11. P. 33894–33900.
Новосад, О., Шигорін, П., Венгрин, Б., Божко, В., Шигорін, О. Електричні та термоелектричні властивості твердих розчинів CuIn5S8-CdIn2S4. Фізика та освітні технології. 2022. № 1. С. 56–61.
Новосад О.В., Божко В.В., Федосов С.А., Шигорін П.П. Термоелектричні властивості монокристалів AgSbSe2–PbSe. Перспективні технології та прилади. 2020. №. 17. С. 183–189.
Kozer V.R., Parasyuk O.V. Phase equilibria in the quasi-ternary system Cu2S-In2S3-CdS. Chem. Met. Alloys. 2009. № 2. P. 102–107.
Новосад О., Пішова П., Божко В., Шпак В. Термоелектрична добротність монокристалів (AgSb)1-хPbхSe2. Фізика та освітні технології. 2021. №. 1. С. 39–45.
Enrique Macia. Thermoelectric Materials: Advances and Applications. CRC Press, 2015. 364 р.
Rowe D. M., Handbook of thermoelectrics. New. York, CRC Press, 1995. 703 р.
Третяк О.В., Лозовський В.З. Основи фізики напівпровідників: Підручник. У 2 т. Т. 2. Київ: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2007. 338 с.
Novosad O., Shygorin P., Bozhko V., Pishova P., Venhryn B., Goldun V. Electrical and Thermoelectrical Properties of PbSe–AgSbSe2 Monocrystals. Proceedings of 16th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering, Lviv-Slavske, Ukraine, February 22-26. 2022. P. 798–801.
Bozhko V.V., Davydyuk G.Ye., Parasyuk O.V., Novosad O.V., Kozer V.R. Electrical and optical properties of solid solutions Cu1-xZnxInSe2 (x=0,05–0,2). Ukrainian Journal of Physics. 2010. Vol. 55, № 3. P. 312–316.
