електронної моделі співвідношенням [5]:
(1)
, (2)
де,,, - парціальні термо-ЕРС і провідності дірок і електронів, n , m - рухливість дірок і електронів, причому> 0, <0.
У рамках теорії функціонала щільності при використанні наближення FP LMTO (full potential linear muffin-tin orbital method) за допомогою оболонки M-studio'' LMTART 6.20'' [6, 7] проведено розрахунки зонної структури для Zn і сплавів Zn-Cd, Zn-Cu, Zn-Al, Zn-In, Zn-Sn, Zn-Ge в основному стані.
Результати розрахунків (рис.2) показали, що легування цинку індіем і алюмінієм, а також германієм і оловом, що належить до III та IV групам періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва відповідно, веде до зміщення рівня Фермі (Е F ) вглиб зони провідності в порівнянні з Е F для чистого цинку. Даний факт означає, що внесок, внесений електронами в термо-ЕРС, зростає, і модуль доданка a n s n у формулі (2) збільшується. Це, у свою чергу, і призводить до зменшення значення a у сплавах систем Zn-Al, Zn-In, Zn-Sn, Zn-Ge. При легуванні цинку міддю положення рівня Фермі знижується (рис.2 б), а значить, внесок дірок в термо-ЕРС зростає. Виходячи з формули (1), значення a при цьому також має збільшуватися, що і підтверджується даними експерименту (рис.1). Положення Е F у сплавах системи Zn-Cd не змінюється при зростанні концентрації кадмію. При цьому значення термо-ЕРС a цих сплавів також не змінюється.
В
а) б) br/>В
в) г) p> а) - Zn; б) - Zn - 5 ат.% Cu; в) - Zn - 5 ат.% In; г) - Zn - 5 ат.% Sn;
Рис.6. Зонна структура цинку і його сплавів
Таким чином, освіта пересичені твердого розчину у фользі не змінює значення термо-ЕРС a в сплавах системи Zn-Cd, веде до зростанню його значення при легуванні міддю. У сплавах систем Zn-Al, Zn-In, Zn-Sn і Zn-Ge спостерігається зменшення термо-ЕРС внаслідок зміни концентрації носіїв заряду.
Список літератури
1. В.А. Васильєв, Б.С. Мітін, І.М. Пашков, М.М. Сєров, А.А. Скурідін, А.А. Лукін, В.Б. Яковлєв. Високошвидкісне затвердіння розплаву (теорія, технологія і матеріали). /За ред. Б.С. Мітіна. СП Інтермет інжиніринг, М. (1998). 400 с. p> 2. І.С. Мірошниченко. Загартування з рідкого стану. Металургія, М. (1982). 168 с. p> 3. В.В. Лозенко, В.Г. Шепелевич. ФХОМ 4, 67 (2006). p> 4. А. Крекнелл, К. Уонг. Поверхня Фермі. Атомиздат, М. (1978) .352 с. p> 5. В.М. Драко, В.І. Прокошин, В.Г. Шепелевич. Основи фононних та електронних процесів в кристалах. Гомельський центр наук.-техн. інф-ції, (1999). 248 с. p> 6. S.Y. Savrasov, D.Y. Savrasov. Phys. Rev. В46, 864 (1992). p> 7. O.K. Andersen. Phys. Rev. В12, 3060 (1975). br/>
