Dispozitive termoelectrice anizotrope pe bază de microfire Bi în izolație de sticlă și filme Bi

Abstract

Цель работы: проведение исследований термоэлектрических эффектов, разработка соответствующих устройств. Общие цели: анализ тематической литературы, проведение исследований и разработка необходимых устройств, таких как датчик теплового потока. Область исследования приходится на теоретическую и практическую исследовательскую работы продольного и поперечного термоэлектрических эффектов в микронитях Bi и пленках Bi. Работа включает в себя введение, три главы, выводы и библиографию. Глава 1 описывает общие сведения о термоэлектрических эффектах, подробно останавливаясь на свойствах и особенностях двух разных эффектов: продольного и поперечного. Также подробно описаны три различных метода, использующихся для изготовления проводов Bi, Bi-Sb, Bi2Te3: метода Улитовского, метода Тейлора и технологии заполнения пористой мембраны при высоком давлении (HPI). Глава 2 поэтапно описывает практическую часть работы: подготовку монокристаллических образцов микровпровода Вi, полученных по технологии Улитовского технологию приготовления полупроводниковых микропроводов Bi2Te3 методом Тейлора. Также описаны разработанные автоматизированные установки: для исследования поперечной термоэдс в микрониях Bi со стеклянным покрытием, для исследования быстродействия термоэлектрических сенсоров, для исследования термоэлектрических микроохладителей на основе микропровода Bi2Te3 в стеклянной изоляции, для перекристаллизации микронитей Bi, для перекристаллизации пленок Bi. Глава 3, заключительная часть, полностью посвящена обсуждению полученных результатов в ходе проведенных исследований, систематизации всех данных и подведению итогов.B выводах перечислены достигнутые результаты и их краткое описание.

The purpose of the thesis: research of thermoelectric effects, development of devices. The general objectives: analysis of case literature, research and development of necessary devices such as a heat flow sensor. The research field of theoretical and practical research work of longitudinal and transverse thermoelectric effects in Bi and Bi-Sn microfilaments in glass insulation. Scientific originality was found a new material Bi-0.05 at. % Sn, developed technology of zone recrystallization of Bi and Bi-Sn microwires in glass insulation in a strong electric field, as well as an experimental sample of a heat flux sensor (TFC). Thesis contains introduction, three chapters, conclusions, a bibliography list and zero annex. Chapter one describes general information about thermoelectric effects, describing in detail the properties and features of two different effects: longitudinal and transverse. Also contains a detailed description of the three different methods used to make Bi, Bi-Sb, Bi2Te3 wires: the Ulitovsky method, the Taylor method, and high pressure porous membrane filling (HPI) technology. The second chapter the step-by-step presents practical part of the work: preparation of single-crystal samples of microwire Bi, obtained by the Ulitovsky technology and the technology of preparing semiconductor Bi2Te3 microwires by the Taylor method. Also developed automated installations: for the study of the transverse thermoelectric power in microwires of Bi with a glass coating, for the study of the speed of thermoelectric sensors and for the study of thermoelectric microcoolers based on a Bi2Te3 microwire in glass insulation, for recrystallization of Bi microwires, for recrystallization of Bi films. The third chapter - the final part is fully devoted to the results obtained in the course of the research, systematization of all data and summing up. In the conclusions, the results achieved and a brief description.

Scopul lucrării: cercetarea efectelor termoelectrice, dezvoltarea dispozitivelor adecvate. Obiectivele generale: analiza literaturii de specialitate, cercetarea și dezvoltarea dispozitivelor necesare, cum ar fi un senzor de flux de căldură. Domeniul de cercetare cade pe munca de cercetare teoretică și practică a efectelor termoelectrice longitudinale și transversale în microfire Bi și Bi-Sn în izolația sticlei. Originalitate ştiinţifică, a fost găsit un nou material Bi-0.05 la. % Sn, care are o anizotropie termoputeră ridicată, a fost dezvoltată o tehnologie de recristalizare a zonei a microfilelor Bi și Bi-Sn în izolația sticlei într-un câmp electric puternic și a fost fabricată o probă experimentală a unui senzor de flux de căldură.

Teza cuprinde în sine introducere, trei capitole, concluzii si bibliografie. Capitolul 1 informații generale despre efectele termoelectrice, analizând în detaliu proprietățile și caracteristicile a două efecte diferite: longitudinal și transversal. De asemenea sunt descries in detaliut trei metode diferite utilizate pentru realizarea firelor Bi, Bi-Sb, Bi2Te3: metoda Ulitovsky, metoda Taylor și tehnologia de umplere a membranei poroase de înaltă presiune (HPI). Capitolul 2 descrie pas cu pas partea practică a lucrării: pregătirea probelor monocristaline de microfire Bi, obținute prin tehnologia Ulitovskiy și tehnologia de preparare a microfilelor semiconductoare Bi2Te3 prin metoda Taylor. Sunt descrise, de asemenea, instalațiile automatizate dezvoltate: pentru studierea puterii termoelectrice transversale în micronii de Bi cu un strat de sticlă, pentru studierea vitezei senzorilor termoelectrici, pentru studiul microcoolerelor termoelectrice pe baza unui microfil Bi2Te3 în izolația sticlei, pentru recristalizarea micronitelor Bi si pentru recristalizarea filmelor Bi. Capitolul 3, partea finală, este dedicat în totalitate rezultatelor obținute în cursul cercetării, sistematizării tuturor datelor și rezumării. Concluziile sunt rezultatele obținute și o scurtă descriere.