Управление электронными свойствами микроскопических кристаллических образцов с помощью приложенного давления

И.В. Коробейников1, Н.В. Морозова1, С.В. Овсянников2, Е.Г. Шкварина1, А.А. Титов1, А.Н. Титов1

1Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург
2Баварский геологический институт, Байройтский университет, Байройт, Германия

 

Проведено экспериментальное исследование эффекта приложенного давления на электронные свойства микроскопических полупроводниковых и полуметаллических образцов. Показана принципиальная возможность контролируемого изменения типа электропроводности кристаллов ZrTe2, ZrSe3, HgTe, z-Mn2O3 и сплавов кремний-германий с помощью приложенного давления. Полученные результаты открывают путь к созданию новых технологий для наноэлектроники. Для термоэлектриков семейства (Bi,Sb)2(Te,Se)3 и SnTe, а также для квазидвумерного ZrSe3 было показано, что приложенное давление может существенно улучшить их термоэлектрические параметры за счет значительных изменений в электронной структуре. Эффекты приложенного давления могут быть реализованы на практике в термоэлектрических генераторах, использующих, например, тонкопленочные термоэлементы с внутренними напряжениями.

 

Рис. 1. Возможные модели применения установленных эффектов. (а) Простая модель термоэлектрического преобразователя; (б) Схематический вид сбоку микроскопического p-n-p-транзистора.

 

  1. Stress-controlled n-p conductivity switch based on intercalated ZrTe2  / N.V. Morozova, I.V. Korobeynikov, E.G. Shkvarina, A.A. Titov, A.N. Titov, S.V. Ovsyannikov // Applied Physics Letters. — 2021. — V. 119. — P. 53103.
  2. Colossal enhancement of the thermoelectric power factor in stress-released orthorhombic phase of SnTe / N.V. Morozova, I.V. Korobeynikov, S.V. Ovsyannikov // Applied Physics Letters. — 2021. — V. 118. — P. 103903.

 

1.3.2. Физика конденсированных сред и физическое материаловедение. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИФМ УрО РАН Рег.№ АААА-А18-118020190098-5, Шифр «Электрон».