Дослідження термоелектричного матеріалу на основі твердого розчину Lu1-xZrxNiSb. II. Моделювання характеристик

Abstract

Методами KKR (пакет програм AkaiKKR) та FLAPW (пакет програм Elk) проведено моделювання структурних, термодинамічних, енергетичних та кінетичних характеристик напівпровідникового твердого розчину Lu1-xZrxNiSb. Показано, що у структурі сполуки LuNiSb присутні дефекти акцепторної природи як результат наявності вакансій у позиціях 4а та 4с атомів Lu та Ni відповідно, що генерує у забороненій зоні εg два акцепторні рівні eAVac 4a та eAVac 4c. При уведенні до структури LuNiSb атомів Zr шляхом заміщення у позиції 4а атомів Lu відбувається зайняття атомами Zr вакансій у цій позиції, що збільшує період елементарної комірки а(х) та ліквідує дефекти акцепторної природи і відповідні акцепторні рівні eAVac 4a. За повного заповнення вакансій відбувається витіснення атомів Lu, що зменшує значення періоду комірки та генерує дефекти донорної природи і донорні рівні eD4a. При цьому атоми Ni повертаються у позицію 4с, що збільшує значення а(х) та ліквідує дефекти акцепторної природи і відповідні акцепторні рівні eAVac 4c. За найменшої концентрації атомів Zr відбувається металізація та зміна типу провідності Lu1-xZrxNiSb з р- на n-тип. Результати моделювання узгоджуються з експериментальними дослідженнями Lu1-xZrxNiSb.