CC BY
11Научная статья УДК 537.322
doi:10.24151/1561-5405-2023-28-6-773-783 EDN: OAQXKU
Исследования факторов, влияющих на сопротивление контактов в термоэлементах
Е. П. Корчагин, Е. В. Нагрешников, М. Ю. Штерн, М. С. Рогачев, Б. Р. Мустафоев, Ю. И. Штерн
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Korchagin_Egor@org. miet.ru
Аннотация. Термоэлектрические генераторы используются в качестве альтернативных источников электроэнергии, в том числе для преобразования «бросового» тепла в электроэнергию. При конструировании термоэлектрических генераторов возникает проблема создания эффективных контактов для коммутации ветвей в термоэлементе, а также секций из различных термоэлектрических материалов в многосекционном термоэлементе. В работе в процессе моделирования с использованием разработанной методики показано влияние удельного сопротивления контактов на КПД термоэлементов. Установлено, что для эффективной работы термоэлементов удельное сопротивление контактов не должно превышать 10-8 Ом •м . Контактные системы на основе сплавов №-?, ^-Р сформированы химическим осаждением металлов из раствора гипофосфита натрия на ветви термоэлементов. Исследована поверхность термоэлектрических материалов с шероховатостью 300, 500 и 700 нм, которая меняет площадь фактического контакта сформированных контактных систем. В результате измерений установлено, что минимальное сопротивление контакта наблюдается при шероховатости 700 нм. Расчеты показали, что при шероховатости поверхности 700 нм сопротивление термоэлемента снижается на 7,8 % по сравнению с контактами, сформированными на поверхности с шероховатостью 300 нм, что повышает эффективность термоэлементов.
Ключевые слова: термоэлемент, контакты, химическое осаждение, контактное сопротивление, эффективность
Финансирование работы: работа выполнена в рамках государственного задания (Соглашение FSMR-2023-0014).
Для цитирования: Исследования факторов, влияющих на сопротивление контактов в термоэлементах / Е. П. Корчагин, Е. В. Нагрешников, М. Ю. Штерн и др. // Изв. вузов. Электроника. 2023. Т. 28. № 6. С. 773-783. https://doi.org/10.24151/ 1561-5405-2023-28-6-773-783. - EDN: OAQXKU
© Е. П. Корчагин, Е. В. Нагрешников, М. Ю. Штерн, М. С. Рогачев, Б. Р. Мустафоев, Ю. И. Штерн, 2023
Original article
Research of factors impacting contact resistance in thermoelements
E. P. Korchagin, E. V. Nagreshnikov, M. Yu. Shtern, M. S. Rogachev, B. R. Mustafoev, Yu. I. Shtern
National Research University of Electronic Technology, Moscow, Russia
Korchagin_Egor@org. miet.ru
Abstract. Thermoelectric generators are used as alternate power sources, among others for waste heat conversion to electrical energy. In the design of thermoelectric generators the problem arises of effective contacts creation for commutation legs in a thermoelement and sections made of various thermoelectric materials in a multi-section thermoelement. In this work, the impact of contacts resistivity on efficiency of thermoelements is shown in the modeling process using developed technique. It was established that for effective operation of thermoelements, the contacts resistance should not exceed 10-8 Ohm-m2. Contact systems based on Ni-P and Co-P alloys were formed by chemical deposition of metals from a solution of sodium hypophosphite on the branches of thermoelements. The surface of thermoelectric materials with roughness of 300 nm, 500 nm and 700 nm, which changes the true contact area of formed contact systems, was studied. Upon measurement results it has been established that with a surface roughness of 700 nm, thermoelement resistance decreases by 7.8 % compared to contacts formed on a surface with a roughness of 300 nm, which increases the efficiency of thermoelements.
Keywords: thermoelement, contacts, chemical deposition, contact resistance, efficiency
Funding: the work has been performed under state assignment (Agreement FSMR-2023-0014).
For citation: Korchagin E. P., Nagreshnikov E. V., Shtern M. Yu., Rogachev M. S., Mustafoev B. R., Shtern Yu. I. Research of factors impacting contact resistance in thermoelements. Proc. Univ. Electronics, 2023, vol. 28, no. 6, pp. 773-783. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2023-28-6-773-783. - EDN: OAQXKU
Введение. На сегодняшний день одна из основных мировых проблем - острый недостаток традиционных невозобновляемых источников энергии. По данным Аналитического центра при правительстве РФ, в 2021 г. потребление электроэнергии уже приблизилось к прогнозируемому уровню 2040 г. [1]. В связи с этим актуальной задачей является поиск и внедрение эффективных альтернативных источников энергии [2].
Термоэлектрические генераторы применяются как альтернативные источники электроэнергии, в том числе для преобразования «бросового» тепла в электроэнергию, что может иметь большое значение для энергетической отрасли, так как эффективность современных систем, генерирующих энергию, не превышает 40 % [3]. Основная структурная единица термоэлектрического генератора - термоэлементы.
В настоящей работе рассматриваются факторы, влияющие на сопротивление контактов в термоэлементах.
Влияние сопротивления контакта на термоэлектрическую добротность. Широкое применение термоэлектрических генераторов ограничено низким КПД, достигающим в лучшем случае 8 %. Эффективность термоэлектрических генераторов в основном определяется КПД термоэлементов:
л=-
Т - Т„
-1
Т
V(1+ZT)
+ Т, / т
(1)
где Тг и Тх - температура горячих и холодных спаев термоэлементов соответственно; Z - термоэлектрическая добротность термоэлектрических материалов (ТЭМ), из которых изготавливаются термоэлементы; Т = (Тг + Тх ) /2.
Согласно формуле (1) КПД зависит от термоэлектрической добротности Z ТЭМ, определяемой следующим образом:
Z =
кр
(2)
где ^ - термоЭДС; к - теплопроводность; р - удельное сопротивление ТЭМ.
Кроме того, КПД термоэлемента пропорционален разности температур горячих и холодных спаев: ДТ = Тг - Тх. Повышение ДТ возможно, если увеличить интервал рабочих температур термоэлемента. Однако при этом следует учитывать, что Z ТЭМ имеет максимальные значения в ограниченном интервале температур. Поэтому в структуре термоэлемента, работающего в широком интервале температур, необходимо использовать не два ТЭМ п- и ^-типа, как в простом термоэлементе (рис. 1, а), а больше. Реализовать такую структуру возможно, создавая ветви термоэлемента, состоящие из нескольких секций. Секции изготавливают из различных ТЭМ, имеющих максимальное значение Z в интервале рабочих температур каждой секции. На рис. 1, б представлен многосекционный термоэлемент, изготовленный из следующих ТЭМ: Б12Те2,8Бе0,2; Б12Те2,48е0,6; РЬТе; БЮе (1,8 вес. % Р); БЬ^Ь^Тез; Шо^Ь^Теэ; ОеТе; БЮе (0,8 вес. % Б) [4, 5]. '
Рис. 1. Структурные схемы простого (а) и многосекционного (б) термоэлементов: 1 - коммутационная шина; 2 - контактная система; 3 - ТЭМ Fig. 1. Schematic images of a simple (a) and a multi-section (b) thermoelements: 1 - commutation bus; 2 - contact system; 3 - thermoelectric materials
2
s
Сопротивление термоэлемента должно быть минимальным, чтобы уменьшить тепло Джоуля, выделяемое в термоэлементе. Это тепло оказывает негативное влияние на эффективность термоэлемента, так как снижает основной параметр - разность температур ДТ между его горячим и холодным спаями. Сопротивление термоэлемента главным образом определяется сопротивлением ТЭМ, а также сопротивлением контактов. Интерметаллические ТЭМ имеют низкое удельное сопротивление на уровне 10 Ом-см. Однако необходимо учитывать и влияние переходного сопротивления области контакт _ ТЭМ. Это сопротивление может быть соизмеримо с сопротивлением ветвей термоэлемента, что особенно критично для многосекционных термоэлементов, так как количество контактов в их структуре значительно больше, чем в простом термоэлементе. Переходное сопротивление области контакт _ ТЭМ определяется удельным контактным сопротивлением рк, устанавливаемым экспериментально.
Таким образом, общее сопротивление RобЩ простого термоэлемента, имеющего четыре контакта к ветвям п- и р-типа, определяется следующим образом:
= ^ + Р<|Н + 4Р> + Р<"»1 + 4рк , (3)
где Rт _ сопротивление термоэлемента, определяемое ТЭМ ветвей, Ом; Rк _ сопротивление контакта, Ом; р _ удельное сопротивление ТЭМ, Ом-м ; рк _ удельное контактное сопротивление, Ом-м2; l _ длина ветви, м; S _ площадь сечения ветви и, соответственно, площадь контакта, м2.
Сопротивление контакта в основном определяется сопротивлением переходного слоя, определяемого удельным контактным сопротивлением. При расчетах общего сопротивления используются средние значения удельного сопротивления ТЭМ ветвей пи р-типа, удельного контактного сопротивления к ветвям п- и р-типа и общая длина ветвей, равная 2/. Расчеты проводили без учета сопротивления материалов коммутационных шин и контактов, изготавливаемых из металлов с низким удельным сопротивлением и незначительно влияющих на сопротивление термоэлемента.
Для определения КПД термоэлемента в формуле (2) при расчете I использовали средние значения термоЭДС и теплопроводности ТЭМ п- и р-типа проводимости. При определении удельного сопротивления учитывали сопротивление контактов, которое определяется согласно формуле (3):
(р( Р )+р(п)) + 4РК Б 2рк_ Робщ 2/ Б 2/ / • (4)
С учетом формулы (4) термоэлектрическая добротность термоэлемента равна:
5 2
, ср ^ л, (5)
Кср
где 5ср, кср и рср _ соответственно средние значения термоЭДС, теплопроводности удельного сопротивления ТЭМ п- и р-типа проводимости.
Проведем оценку влияния удельного контактного сопротивления на КПД термоэлемента. При разработке технологии формирования контактов металл _ полупроводник следует иметь в виду, что контакт считается омическим, если его удельное сопротивление менее 10_7 Ом-м2 [6]. Для термоэлемента значение удельного сопротивления
_8 2
не должно превышать 10 Ом-м [7, 8].
В результате моделирования КПД термоэлемента с учетом уравнения (5) установлена зависимость этого параметра от удельного контактного сопротивления для термоэлемента с различной длиной ветвей. Размер ветвей определяет вклад контактного сопротивления в общее сопротивление. Чем меньше длина ветви, тем выше удельный вес контактного сопротивления. Результаты моделирования представлены на рис. 2. Видно,
что значительное снижение КПД наблюдается в термоэлементах, удельное сопротивле-
—8 2
ние контактов которых превышает 10 Ом-м . Для длины термоэлемента, равной 1 мм,
9 2
сопротивление не должно быть более 5-10 Ом-м . кпд, %
У \ IIOmm
\5\ \
\ \\
\ \\
\ Д\ v
Ю"12 Ю"10 Ю-8 Ю-6 рк,Омм2
Рис. 2. Зависимость КПД от удельного контактного сопротивления термоэлементов с различной длиной ветвей Fig. 2. Dependence of efficiency on specific contact resistance of thermoelements with different leg lengths
Таким образом, сопротивление контакта оказывает существенное влияние на КПД термоэлемента. Согласно формуле (3) сопротивление контакта обратно пропорционально его площади. В связи с этим необходимо определить способы увеличения площади контакта при заданном сечении ветвей термоэлемента. Фактическая площадь контакта может быть значительно увеличена за счет шероховатости поверхности ТЭМ, на которой формируются контакты. Для подтверждения этого факта проводили исследование контактов, сформированных на поверхности ТЭМ с шероховатостью 300, 500 и 700 нм.
Эксперимент. Подготовка поверхности. Подготовку поверхности термоэлемента осуществляли с помощью безабразивной механической обработки по методике, предложенной в работе [9]. По шероховатости поверхности определяют фактическую площадь контакта на границе металл - ТЭМ. Чем выше шероховатость, тем больше фактическая площадь контакта и, соответственно, меньше сопротивление контакта. Для проведения исследований изготовлены образцы ветвей термоэлемента с одинаковой площадью сечения и шероховатостью 300, 500 и 700 нм. Однако значение шероховатости не должно превышать значения толщины пленки формируемых контактов, так как в этом случае снижается адгезионная прочность контактов и увеличивается удельное контактное сопротивление [10, 11]. Схемы ветвей термоэлемента с нанесенными контактами представлены на рис. 3.
Рис. 3. Схемы ветвей термоэлемента: а - контакт, сформированный на поверхности ТЭМ с низкой шероховатостью; б - контакт, сформированный на поверхности ТЭМ с высокой шероховатостью; в - контакт, сформированный на ветви с увеличенным сечением (за счет
скоса) и высокой шероховатостью поверхности ТЭМ Fig. 3. Schemes of thermoelement leg: a - contact formed on the surface of the thermoelectric materials with low roughness; b - contact formed on the thermoelectric materials surface with high roughness; c - contact formed on a leg with an increased cross-section (due to the bevel) and high surface roughness of the thermoelectric materials
Контакты изготавливали следующим образом. Поверхность ветви, выполненной из наноструктурированного ТЭМ на основе В12Те3 [12], подготавливали с помощью механической и химической обработки до необходимой шероховатости [11]. Контакты формировали с помощью химического осаждения № или Со. Пленки этих металлов часто используются в качестве контактов в термоэлементе и имеют необходимые адгезионную прочность и удельное контактное сопротивление, а также диффузионно-барьерные свойства при температурах до 600 К [9]. После химического осаждения металлических контактов для проведения исследований к ним припаивали никелевые пластины толщиной 1 мм.
Формирование контактов. Химическое осаждение металлов в зависимости от типа протекающей реакции возможно проводить с помощью восстановителя, реакции диспропорционирования и металлизации по контактному механизму [13]. В настоящей работе применен метод осаждения металлов с помощью восстановителя. Метод отличается равномерным распределением покрытия с одинаковой толщиной слоя на поверхностях с развитым рельефом [5]. В качестве восстановителя использовали гипо-фосфит натрия, применение которого характеризуется выделением фосфора в металлическом покрытии. С одной стороны, фосфор незначительно увеличивает удельное сопротивление контактного слоя, с другой - усиливает диффузионно-барьерные свойства контакта.
Для формирования контактного слоя на поверхности ТЭМ химическим осаждением металлов необходимо самопроизвольное протекание окислительно-восстановительных реакций в растворе. Для этого на поверхности ТЭМ необходимо создать ката-
литически активный слой методом химической активации поверхности ТЭМ с использованием палладиевого или серебряного катализатора. Для создания активирующего слоя также можно применять методы вакуумного напыления тонких слоев металлов порядка 50 нм, что достаточно для протекания реакции разложения гипофосфита натрия. В рамках настоящей работы использовали метод химической палладиевой активации с предварительной сенсибилизацией в растворе хлорида олова. Перед созданием активационного слоя образцы обрабатывали в течение 30 с в 20%-ном растворе HNO3 для растворения оксидов на поверхности ТЭМ. По завершении создания каталитически активного слоя проводили осаждение контактных слоев Ni или Co. С этой целью предварительно активированную поверхность ТЭМ помещали в электролит. В результате частички осажденного палладия становятся центром активации для запуска автокаталитической реакции восстановления металла (Ni или Co). Состав раствора для химического осаждения Ni и Co приведен в табл. 1.
Таблица 1
Состав раствора для химического осаждения Ni и Co
Table 1
Solution composition and conditions for electroless plating of Ni and Co
Компоненты Ni Co
NiCl26H2O 23 г/л -
CoCl2-6H2O - 23 г/л
NaH2PO2-H2O 35 г/л 35 г/л
NH4CI 50 г/л 50 г/л
25%-ный NH4OH 50 мл/л 50 мл/л
Na3C6HsO7 96 г/л 96 г/л
NaNO3 0,05 г/л 0,05 г/л
Стабилизацию температуры процесса (85-90 °С) с погрешностью ±1 °С осуществляли с помощью водяной бани ПЭ-4300. Время осаждения 30 мин, рН = 10...11. Кислотность раствора проверяли рН-метром - иономером «ЭКОТЕСТ-120», погрешность которого составляет ±0,03 рН и ±0,5 °С. При осаждении металлов с использованием в качестве восстановителя гипофосфита натрия на каталитически активной поверхности гипофосфит-ионов происходит генерация электронов с последующим восстановлением, например, № следующим образом:
Н2Р02 + 20Н2 = Н2р°з + НО + 2е_, №2+ + 2е~ = N1.
Кроме осаждения № возможно протекание других побочных процессов:
Н2Р0з + е~ = Р + 20Н2, 2Н+ + 2е~ = Н2.
Исследование контактного сопротивления. Для проведения измерений к нанесенному на торцы образцов ТЭМ химическим осаждением металлическому контакту припаивали пластину из № толщиной 1 мм. Пайку осуществляли с использованием оловосодержащего припоя БШ00С в слабоактивном флюсе (3 г КН4С1 растворяли в 77 мл глицерина). По завершении пайки образец промывали в ацетоне с использованием ультразвуковой ванны. Сопротивление контакта определяли по методике, приведенной в работе [14]. Для измерений подготовлено по четыре образца с контактами
из Ni и Co. Контакты формировали на поверхности образцов ТЭМ с разной степенью шероховатости Ra. Также измерено сопротивление контакта с увеличенной площадью поперечного сечения ветви. Результаты измерений представлены в табл. 2.
Таблица 2
Значения сопротивления контактов из Ni и Co, мОм
Table 2
Contact resistance values of Ni and Co, mOhm
Материал контакта Номер образца Ra = 300 нм Ra = 500 нм Ra = 700 нм Ra = 700 нм (скос)
1 0,792 0,513 0,324 0,220
Ni 2 0,662 0,407 0,242 0,185
3 0,615 0,389 0,220 0,037
4 0.567 0,415 0,197 0,036
1 0,793 0,525 0,330 0,175
Co 2 0,720 0,425 0,283 0,143
3 0,682 0,454 0,241 0,136
4 0,617 0,435 0,210 0,121
На основе представленных результатов можно сделать вывод, что увеличение шероховатости поверхности образцов ТЭМ и, соответственно, площади фактического контакта формируемых металлических пленок приводит к снижению сопротивления контакта. Этот факт подтверждается низким сопротивлением в случае увеличения площади контакта за счет площади поперечного сечения образцов со скосом под 45°. В этом случае площадь контакта увеличивается на 40 %. Пропорционально этому значению, как видно из экспериментальных результатов, снижается сопротивление контакта. Однако изготавливать ветви со сложным сечением нерентабельно. Данный образец изготовлен только для демонстрации влияния площади контакта на его сопротивление. Следует отметить, что сопротивление контактов из кобальта несколько выше: это связано с его большим удельным сопротивлением по сравнению с никелем. Для того чтобы оценить положительный эффект снижения общего сопротивления термоэлемента от повышения уровня шероховатости поверхности ТЭМ, на которой формируются контакты, проведем следующий расчет.
Общее сопротивление термоэлемента Rобщ выражается формулой
Яобщ = ^ТЭМ +4 ^ ,
где RТЭМ - сопротивление ТЭМ.
Среднее сопротивление контакта Rк при шероховатости 300 нм равно 0,65 мОм; при шероховатости 700 нм составляет 0,25 мОм; при шероховатости 700 нм и увеличенной площади сечения контакта - 0,12 мОм. Сопротивление ТЭМ равно:
Е> _
ЛТЭМ =
р(n) р( p)1
8 8
где р(п, p) - среднее удельное сопротивление ТЭМ соответствующего типа.
Предположим, что ветвь термоэлемента имеет длину 10 мм, площадь сечения 1 мм2, рф) = 9,43-10-6 Омм, р(п) = 8,47-10-6 Омм. Тогда
Rтэм = 17,9 мОм; Rобщl = 20,50 мОм; Rобщ2 = 18,90 мОм; Rобщз = 18,38 мОм;
5 =
Лобщ1 Лобщ2
R
общ 2
•100% = 7,8%; 5 =
Аобщ! собщЗ
R
'общ3
•100% = 10,3%.
В результате расчетов установлено, что при шероховатости поверхности 700 нм сопротивление термоэлемента снижается на 7,8 %. Пропорционально этому значению уменьшается и тепло Джоуля, выделяемое в термоэлементе, что положительно сказывается на увеличении разности температур между горячим и холодным спаями термоэлемента. Результаты исследований представлены для простых термоэлементов (см. рис. 1, а), в которых каждая ветвь имеет два контакта, а термоэлемент в целом -четыре контакта. В многосекционных термоэлементах (см. рис. 1, б) эффект снижения сопротивления контактов усиливается кратно числу контактов.
Заключение. Исследования факторов, влияющих на сопротивление контактных систем, формируемых в структуре термоэлемента, показали следующее. В процессе моделирования с использованием разработанной методики установлено, что для эффективной работы термоэлемента удельное сопротивление контактов не должно пре--8 2
вышать 10-8 Ом •м . Предложенные составы растворов и режимы химического осаждения позволили сформировать контактные системы на основе сплавов Ni-P, Co-P. Установлено влияние морфологии поверхности на сопротивление контактов: чем выше шероховатость поверхности, тем больше фактическая площадь контакта и, следовательно, меньше его сопротивление.
Литература
1. Перспективы мировой энергетики до 2040 г. / А. А. Макаров, А. А. Галкина, Е. В. Грушевенко и др. // Мировая экономика и международные отношения. 2014. № 1. С. 3-20. EDN: RYFJVN.
2. Повышение эффективности электроэнергетики России / А. Голяшев, А. Курдин, А. Коломиец и др. // Энергетический бюллетень [Электронный ресурс]. М.: Аналитический центр при Правительстве РФ, 2021. № 97. URL: https://ac.gov.ru/uploads/2-Publications/energo/2021/energo_june21.pdf (дата обращения: 20.09.2023).
3. Паровая турбина К-300-240 ХТГЗ / под общ. ред. Ю. Ф. Косяка. М.: Энергоиздат, 1982. 269 с.
4. Штерн М. Ю. Многосекционные термоэлементы, преимущества и проблемы их создания // ФТП. 2021. Т. 55. № 12. С. 1105-1114. https://doi.org/10.21883/FTP.2021.12.51690.02. - EDN: XBDDBD.
5. Contacts to thermoelectric materials obtained by chemical and electrochemical deposition of Ni and Co / E. Korchagin, M. Shtern, I. Petukhov et al. // J. Electron. Mater. 2022. Vol. 51. Iss. 10. P. 5744-5758. https://doi.org/10.1007/s11664-022-09860-9
6. Rhoderick E. H., Williams R. H. Metal-semiconductor contacts. 2nd ed. Oxford: Clarendon Press, 1988. 252 p.
7. Pulsed-light surface annealing for low contact resistance interfaces between metal electrodes and bismuth telluride thermoelectric materials / G. Joshi, D. Mitchell, J. Ruedin et al. // J. Mater. Chem. C. 2019. Vol. 7. Iss. 3. P. 479-483. https://doi.org/10.1039/C8TC03147A
8. Liu W., Jie Q., Kim H. S., Ren Zh. Current progress and future challenges in thermoelectric power generation: From materials to devices // Acta Materialia. 2015. Vol. 87. P. 357-376. https://doi.org/10.1016/ j.actamat.2014.12.042
9. The surface preparation of thermoelectric materials for deposition of thin-film contact systems / M. Yu. Shtern, I. S. Karavaev, Y. I. Shtern et al. // Semiconductors. 2019. Vol. 53. P. 1848-1852. https://doi.org/10.1134/S1063782619130177
10. Zhu X., Cao L., Zhu W., Deng Y. Enhanced interfacial adhesion and thermal stability in bismuth tellu-ride/nickel/copper multilayer films with low electrical contact resistance // Adv. Mater. Interfaces. 2018. Vol. 5. Iss. 23. Art. No. 1801279. https://doi.org/10.1002/admi.201801279
11. Thin-film contact systems for thermocouples operating in a wide temperature range / M. Shtern, M. Rogachev, Yu. Shtern et al. // Journal of Alloys and Compounds. 2021. Vol. 852. Art. ID: 156889. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156889
12. Штерн М. Ю. Наноструктурированные термоэлектрические материалы для температур 200-1200 К, полученные искровым плазменным спеканием // Изв. вузов. Электроника. 2022. Т. 27. № 6. С. 695-706. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2022-27-6-695-706. - EDN: QVLUDB.
13. Корнев Р. А., Велиева Ю. В. Химическое осаждение олова // Технологии в электронной промышленности. 2008. № 6 (26). С. 33-35. EDN: MUGQXR.
14. Методики исследования электрического контактного сопротивления в структуре металлическая пленка - полупроводник / М. Ю. Штерн, И. С. Караваев, М. С. Рогачев и др. // ФТП. 2022. Т. 56. № 1. C. 31-37. https://doi.org/10.21883/FTP.2022.01.51808.24. - EDN: ZHECUU.
Статья поступила в редакцию 01.09.2023 г.; одобрена после рецензирования 26.09.2023 г.;
принята к публикации 24.10.2023 г.
Информация об авторах
Корчагин Егор Павлович - аспирант Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Нагрешников Евгений Владимирович - студент Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Штерн Максим Юрьевич - кандидат технических наук, доцент Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Рогачев Максим Сергеевич - кандидат технических наук, ассистент Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), rmaks [email protected]
Мустафоев Бехзод Рустам Угли - аспирант Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Штерн Юрий Исаакович - доктор технических наук, профессор Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
References
1. Makarov A. A., Galkina A. A., Grushevenko E. V., Grushevenko D. A., Kulagin V. A., Mitrova T. A., Sorokin S. N. Global energy markets outlook up to 2040. Mirovaya ekonomika i mezhdunarodnye otnosheniya = World Economy and International Relations, 2014, no. 1, pp. 3-20. (In Russian). EDN: RYFJVN.
2. Golyashev A., Kurdin A., Kolomiets A., Skryabina V., Fedorenko D. Increasing the efficiency of Russian electric power industry. Energeticheskiy byulleten'. Moscow, Analiticheskiy tsentr pri Pravitel'stve RF Publ., 2021. Iss. 97. (In Russian). Available at: https://ac.gov.ru/uploads/2-Publications/energo/2021/ energo_june21.pdf (accessed: 20.09.2023).
3. Kosyak Yu. F. (gen. ed.). Steam turbine K-300-240 KhTGZ. Moscow, Energoizdat Publ., 1982. 269 p. (In Russian).
4. Stern M. Yu. Multi-section thermoelements, advantages and problems of their creation. Semiconductors, 2022, vol. 56, no. 14, pp. 2098-2106. https://doi.org/10.21883/SC.2022.14.53847.02
5. Korchagin E., Shtern M., Petukhov I., Shtern Yu., Rogachev M., Kozlov A., Mustafoev B. Contacts to thermoelectric materials obtained by chemical and electrochemical deposition of Ni and Co. J. Electron. Mater., 2022, vol. 51, iss. 10, pp. 5744-5758. https://doi.org/10.1007/s11664-022-09860-9
6. Rhoderick E. H., Williams R. H. Metal-semiconductor contacts. 2nd ed. Oxford, Clarendon Press, 1988. 252 p.
7. Joshi G., Mitchell D., Ruedin J., Hoover K., Guzman R., McAleer M., Wood L., Savoy S. Pulsed-light surface annealing for low contact resistance interfaces between metal electrodes and bismuth telluride thermoelectric materials. J. Mater. Chem. C, 2019, vol. 7, iss. 3, pp. 479-483. https://doi.org/10.1039/C8TC03147A
8. Liu W., Jie Q., Kim H. S., Ren Zh. Current progress and future challenges in thermoelectric power generation: From materials to devices. Acta Materialia, 2015, vol. 87, pp. 357-376. https://doi.org/10.1016/ j.actamat.2014.12.042
9. Shtern M. Yu., Karavaev I. S., Shtern Yu. I., Kozlov A. O., Rogachev M. S. The surface preparation of thermoelectric materials for deposition of thin-film contact systems. Semiconductors, 2019, vol. 53, pp. 1848-1852. https://doi.org/10.1134/S1063782619130177
10. Zhu X., Cao L., Zhu W., Deng Y. Enhanced interfacial adhesion and thermal stability in bismuth tellu-ride/nickel/copper multilayer films with low electrical contact resistance. Adv. Mater. Interfaces, 2018, vol. 5, iss. 23, art. no. 1801279. https://doi.org/10.1002/admi.201801279
11. Shtern M., Rogachev M., Shtern Yu., Gromov D., Kozlov A., Karavaev I. Thin-film contact systems for thermocouples operating in a wide temperature range. Journal of Alloys and Compounds, 2021, vol. 852, art. ID: 156889. https://doi.org/10.1016/jjallcom.2020.156889
12. Stern M. Yu. Nanostructured thermoelectric materials for temperatures from 200 to 1200 K obtained by spark plasma sintering. Izv. vuzov. Elektronika = Proc. Univ. Electronics, 2022, vol. 27, no. 6, pp. 695-706. (In Russian). https://doi.org/10.24151/1561-5405-2022-27-6-695-706. - EDN: QVLUDB.
13. Kornev R. A., Velieva Yu. V. Chemical deposition of tin. Tekhnologii v elektronnoy promyshlennosti, 2008, no. 6 (26), pp. 33-35. (In Russian). EDN: MUGQXR.
14. Stern M. Yu., Karavaev I. S., Rogachev M. S., Stern Yu. I., Mustafoev B. R., Korchagin E. P., Kozlov A. O. Methods for investigation of electrical contact resistance in a metal film - semiconductor structure. Semiconductors, 2022, vol. 56, no. 1, pp. 24-30. https://doi.org/10.21883/SC.2022.01.53115.24
The article was submitted 01.09.2023; approved after reviewing 26.09.2023;
accepted for publication 24.10.2023.
Information about the authors
Egor P. Korchagin - PhD student of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Evgeny V. Nagreshnikov - Student of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Maxim Yu. Shtern - Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof. of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Maxim S. Rogachev - Cand. Sci. (Eng.), Assistant of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Bekhzod R. Mustafoev - PhD student of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Yuri I. Shtern - Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
