Синтез, структура и анизотропия термоэлектрических свойств соединения Bi$_{2}$Te$_{2.7}$Se$_{0.3}$, легированного самарием

Исследованы кристаллографически текстурированные термоэлектрические материалы с электронным типом проводимости на основе теллурида висмута, легированного самарием (Bi$_{2-x}$Sm$_{x}$Te$_{2.7}$Se$_{0.3}$, где $x$ = 0, 0.05, 0.02, 0.05), полученные методом сольвотермального синтеза и двукратного прессования методом искрового плазменного спекания. Кристаллографическая текстура достигалась путем искрового плазменного спекания пластинчатых наночастиц исходного порошка. Ось текстурирования [001] совпадала с направлением прессования в процессе искрового плазменного спекания. Увеличение концентрации самария приводит к уменьшению радиального размера синтезируемых наночастиц, что обеспечивает облегчение процессов вращения и скольжения частиц относительно друг друга в процессе прессования и, как следствие, к увеличению фактора анизотропии, характеризующего степень предпочтительной ориентации зерен в объемном материале. Легирование самарием влияет на размер частиц исходного порошка, средний размер зерна в объемном материале и термоэлектрические свойства образцов. Установлено, что максимум термоэлектрической добротности слабо зависит от содержания самария и попадает в интервал $\sim$ (0.6–0.7), тогда как температурное положение максимумов заметно смещается к более высоким температурам с увеличением содержания Sm.