Группа ученых из Сколтеха, университета имени Давида Бен-Гуриона в Негеве (Израиль), Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН и других научных организаций изучили влияние различных видов дефектов на механическое поведение термоматериала на основе теллурида свинца. Об этом Науке Mail сообщили в Сколтехе.
Вещество PbTe широко применяется в качестве термоэлектрика. Оно обладает высокой эффективностью преобразования тепла в электричество, однако одной из ключевых проблем остается его повышенная хрупкость.
Исследователи изучили три типа дефектов: замещение атомов, их переход на чужие позиции и образование вакансий. Расчеты показали, что хрупкость материала p-типа (легированного натрием) резко возрастает при наличии вакансий теллура. Аналогичный эффект наблюдается в материале n-типа при совместном присутствии вакансий свинца и междоузельных включений меди и серебра.
Ключевым фактором, влияющим на хрупкость, является изменение электронной плотности на химических связях. С помощью моделирования на основе глубокого обучения были выявлены механизмы управления свойствами. Например, пластичность материала p-типа можно повысить, создавая вакансии свинца и замещая часть свинца теллуром.
Открытие позволяет преодолеть основное ограничение PbTe (хрупкость) и способствует созданию более прочных и надежных высокопроизводительных термоэлектрических генераторов. Результаты исследования опубликованы в Journal of Materials Chemistry A.
Ранее Наука Mail писала об открытом учеными Сколтеха механизме регуляции генов в мозге, который может помочь в лечении нейрозаболеваний.
