Эффективная масса, подвижность носителей заряда и решеточная теплопроводность в нанокомпозитных термоэлектриках на основе халькогенидов висмута и сурьмы

В термоэлектриках $p$-типа на основе халькогенидов висмута и сурьмы с избытком висмута эффективная масса плотности состояний $m/m_{0}$ возрастает в нанокомпозитном и наноструктурированном твердых растворах по сравнению с базовым материалом, полученным методом направленной кристаллизации. Показано, что увеличение $m/m_{0}$ связано с ростом эффективного параметра рассеяния $r_{\operatorname{eff}}$ и усилением зависимости времени релаксации от энергии, что характерно для топологических изоляторов. Параметр материала $\beta$, пропорциональный термоэлектрической эффективности ZT, при температурах ниже комнатной возрастает сильнее в наноструктурированном составе, чем в нанокомпозите с нановключениями SiO$_{2}$ вследствие роста $m/m_0$ и уменьшения решеточной теплопроводности $\kappa_{\mathrm{L}}$. При дальнейшем повышении температуры наибольший рост параметра $\beta$ в базовом материале связан с более высокой подвижностью.