В ЧелГУ нашли перспективные сплавы для усовершенствования работы приборов радиоэлектроники, портативных холодильников и обогревателей. Исследование термоэлектрических свойств сплавов Me2FeNiSb2 (где, Me — это Ti, Zr, Hf) провела выпускница направления «Наноинженерия» физического факультета Челябинского государственного университета Анна Сокол.
Девушка начала изучать термоэлектрические свойства двойных полугейслеровских сплавов (DHH) в 2023 году во время летней практики на кафедре физики конденсированного состояния.
«Эти сплавы с титаном, цирконием или гафнием в составе рассматривались как перспективные термоэлектрики, то есть материалы, способные преобразовывать отработанное тепло в электричество, при этом, чем ниже теплопроводность решётки, тем лучше будут свойства сплава, — отметила Анна. — DHH как раз обладают низкой теплопроводностью решётки и хорошими электротранспортными свойствами. При проведении теоретических исследований мы можем предсказать наиболее перспективный сплав из всех предложенных и сравнить с характеристиками других сплавов. Полученные результаты нас удовлетворили, и можно будет приступать к синтезу материала».
Исследование выполнялось с помощью программного пакета VASP в приближениях GGA (Generalized Gradient Approximation) и SCAN (strongly constrained and appropriately normed) в рамках теории функционала плотности и метода проекционных присоединительных волн.
Анна Сокол рассчитала плотность электронных состояний и зонную структуру каждого сплава, определила основные характеристики термоэлектрических материалов (электро- и теплопроводность и др.), и наиболее выгодными оказались сплавы с титаном (Ti2FeNiSb2) и цирконием (Zr2FeNiSb2).
Результаты работы выпускница физфака представила на XIV Международной школе-конференции «Фундаментальная математика и её приложения в естествознании», где за доклад была отмечена дипломом. Анна продолжит заниматься исследованиями уже в магистратуре физического факультета.
