МОСКВА, 16 апреля. /ТАСС/. Российские исследователи разработали экономичный и простой метод получения полупроводника на основе оксида цинка (ZnO) для использования в нагревательных устройствах и энергосиловом оборудовании. Материал с улучшенными характеристиками выдерживает температуры, превышающие 700 градусов Цельсия, сообщила во вторник пресс-служба НИТУ МИСИС.
"Для улучшения качества материала мы добавили примеси, которые увеличивают концентрацию носителей заряда и образуют наноструктуры и дефекты, способствующие снижению теплопроводности. Главная задача - обеспечить равномерное распределение этих добавок и дефектов в объеме материала, а также достичь однородности структуры", - пояснила научный сотрудник НИЦ "Конструкционные керамические наноматериалы" НИТУ МИСИС (Москва) Жанна Ермекова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Созданный материал относится к числу термоэлектриков. Так физики называют особый класс веществ, способных преобразовать тепловую энергию в электрический ток или использовать электричество для переноса тепла. Это позволяет использовать подобные материалы, которые обычно являются полупроводниками и металлами, для генерации электричества, разработки систем охлаждения и создания датчиков температуры.
Российские ученые разработали более простой и дешевый метод получения одного из подобных полупроводниковых термоэлектрических материалов, состоящего из оксида цинка. Сейчас его получают, смешивая компоненты в жидкой форме и обрабатывая их при помощи источников тепла. Они обнаружили, что высококачественный полупроводник на базе оксида цинка можно получить при помощи метода горения распыленного раствора.
Такой подход, как обнаружили материаловеды, позволяет значительно упростить процесс и исключить стадию термообработки, а также снизить затраты энергии и при этом предотвратить нежелательное отделение легирующих элементов, повышающих электропроводность ZnO и снижающих его теплопроводность. Он также позволяет создавать жаропрочные термоэлектрики, а также использовать широкий перечень вариаций топлива для их производства.
При этом ученые выяснили, что тип топлива влияет на структуру синтезируемых микросфер из оксида цинка, а также на некоторые другие их характеристики, в том числе плотность. В перспективе, это позволит подбирать оптимальные технологические параметры синтезируемых термоэлектрических материалов, меняя тип топлива, подытожили ученые.