Влияние фотонной обработки на твердость и адгезионные свойства поверхности термоэлектрических ветвей на основе твердых растворов Bi2Te3‑Bi2Se3 и Bi2Te3‑Sb2Te3

Е.К. Белоногов, В.А. Дыбов ORCID logo , А.В. Костюченко, С.Б. Кущев ORCID logo , Д.В. Сериков ORCID logo , С.А. Солдатенко, М.П. Сумец показать трудоустройства и электронную почту
Получена 09 ноября 2019; Принята 01 марта 2020;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Е.К. Белоногов, В.А. Дыбов, А.В. Костюченко, С.Б. Кущев, Д.В. Сериков, С.А. Солдатенко, М.П. Сумец. Влияние фотонной обработки на твердость и адгезионные свойства поверхности термоэлектрических ветвей на основе твердых растворов Bi2Te3‑Bi2Se3 и Bi2Te3‑Sb2Te3. Письма о материалах. 2020. Т.10. №2. С.189-194
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-189-194
In the present work, the efficiency of pulsed photon processing in increasing the hardness and adhesive strength of the surface of hot-pressed semiconductor thermoelectric branches based on the Bi2Te3-Bi2Se3 (n-type) and Bi2Te3-Sb2Te3 (p-type) solid solutions. This is achieved by stimulating local recrystallization of the defective layer near the surface of semiconductor branches at a depth of 100-200 nm.В данной работе представлены результаты исследований состава, механических свойств и морфологии поверхности полупроводниковых термоэлектрических ветвей до и после импульсной фотонной обработки. Ветви получали методом горячего прессования порошка теллурида висмута, имеющего n- (Bi2Te3-Bi2Se3) и p-тип (Bi2Te3‑Sb2Te3) проводимости, и подвергали специальным обработкам, механической полировке, электрохимическому травлению и импульсному облучению фотонами ксеноновых ламп. Импульсная фотонная обработка увеличивает твердость и повышает адгезионную прочность поверхностных слоев термоэлектрических ветвей. Механическая полировка с последующей импульсной фотонной обработкой увеличивает адгезию барьерных и коммутационных слоев Mo / Ni в три раза для ветвей n-типа и в два раза для ветвей p-типа проводимости. Импульсная фотонная обработка стимулирует локальную рекристаллизацию поверхностного дефектного слоя на глубину до 100 – 200 нм, поскольку при данных режимах обработки в приповерхностном слое ветвей возникает эффективная температура ~800 К. Кроме того, такая обработка приводит к повышению твердости поверхностного слоя ветвей системы Bi2Te3‑Sb2Te3 в 1.2 раза. Барьерные функции слоя молибдена после импульсной фотонной обработки не нарушаются.