Семинар "Перспективные наноматериалы"

Явление термоэлектричества лежит в основе создания материалов для производства энергии из тепла и для охлаждения под действием электрического тока. Среди востребованных сегодня материалов для хранения, преобразования и передачи энергии термоэлектрические материалы занимают далеко не последнее место. Сферы их применения обширны. К ним относятся прямое преобразование солнечного света в электрическую энергию, конверсия тепла отработанных газов автомобиля и создание систем охлаждения, не содержащих фреонов.

Современные коммерческие термоэлектрические материалы имеют ограниченное применение в виду относительно малой эффективности. В настоящее время внимание привлекают различные нанообъекты, которые могут послужить основой для создания термоэлектрических материалов нового поколения. Такие объекты делятся на две категории. Первые представляют собой нанокомпозиты, в то время как другую группу составляют наноструктурированные вещества. Среди последних особое внимание привлекают наноклеточные соединения, которые характеризуются заполнением полостей кристаллической структуры слабосвязанными атомами или ионами - "гостями". Особенности их строения позволяют осуществлять оптимизацию различных составляющих термоэлектрической добротности независимо, что повышает вероятность разработки эффективных материалов.

В настоящей работе рассматриваются химические аспекты создания новых термоэлектрических материалов. Обсуждается кристаллическое, электронное строение и термоэлектрические свойства необычного семейства наноклеточных соединений - полупроводниковых катионных клатратов на основе элементов 14й группы. В частности, рассмотрена взаимосвязь "состав-структура-свойство" и показаны пути оптимизации термоэлектрической добротности.