Исследование эффекта Зеебека и спинового эффекта Зеебека в топологических изоляторах

Научный руководитель: Юлдашев Шавкат
Сроки выполнения: 01.01.2022-31.12.2026
Шифр проекта: ФЗ-2020092435
Вид проекта: фундаментальный

  Ожидаемые результаты и их значимость: В результате данного проекта по исследованиям термоэлектрического эффекта Зеебека и спинового эффекта Зеебека в тонких пленках и наноструктурах топологических изоляторов будут выяснены механизмы получения термоэлектрических генераторов с повышенной величиной кпд. Электрическое напряжение, генерируемое спиновым эффектом Зеебека, позволяет увеличить кпд обычных термоэлектрических генераторов на 20%.  Спиновый эффект Зеебека можно использовать в качестве генератора спинового тока, также как обычный термоэлектрический эффект Зеебека используется для получения электрического тока из тепла. Дополнительное напряжение, возникающее из-за эффекта спина-Зеебека, может повысить эффективность обычных термоэлектрических генераторов. В некоторых случаях спин-эффект Зеебека может обеспечить электрическое напряжение намного выше, чем термоэлектрический эффект Зеебека.

Экспериментальные работы будут дополняться численным моделированием с использованием теоретических методов из первых принципов без подгонки экспериментально полученных параметров. В основном, усилия будут сосредоточены на исследовании трехмерного топологического изолятора Bi₂Te₃, который является одним из наиболее эффективных материалов для спинового эффекта Зеебека из-за сильного  спин-орбитального взаимодействия. В качестве сравнения мы также изучим свойства других Bi₂Se₃, Bi₂O₃ топологических изоляторов.

          Используя нанотехнологии, полученные в результате этого проекта, узбекиcтанские ученые получат возможность применять современные и передовые методы создания и исследования наноматериалов. В результате этого узбекистанские ученые будут обладать большими навыками работы с новыми технологиями и будут способствовать экономическому и социальному развитию нашей страны.

Основные результаты, полученные за отчетный период

1. На базе вакуумной универсального поста ВУП-4 создана установка ультразвукового распылительного пиролиза. С помощью этого устройства были проведены эксперименты по получению тонких пленок и наноструктур оксидов металлов на различных подложках - кремнии, термостойком стекле, кварце.           2. В этот же период была отлажена и восстановлена ​​универсальная вакуумная установка ВУП-5 для получения тонких пленок и электрических контактов методом термического напыления.

Международные научные работы на базе WoS и Scopus, опубликованные в рамках проекта:

1. Jian Zhang, Xinglai Zhang, Jing Li, Zongyi Ma, Bing Leng, Qixun Xia, Longhai Shen , Yandong Song, Zhengwei Fu, Siyu Feng, Lizhi Feng, Zitong Liu, Shavkat Yuldashev, Xin Jiang, Baodan Liu,Simultaneous visible and ultraviolet photoresponse improvement of MoS₂/ ZnO heterostructure photodetector via direct resonant coupling of Au nanoparticles localized surface plasmon resonance, Optical Materials, 2022, 124, 111997. DOI: 10.1016/j.optmat.2022.111997.
2. Baodan Liu, Qingyun Liu, Wenjin Yang, Jing Li, Xinglai Zhang, Shavkat Yuldashev, and Jinlei Yao, Self-Nucleated Nonpolar GaN Nanowires with Strong and Enhanced UV Luminescence. Crystal Growth & Design, 2022, 22, 4787-4793. DOI: 10.1021/acs.cgd.2c00215.
3. П.Б. Парчинский, А.С. Газизулина, А.А. Насиров.   Влияние примеси Ве на анизотропию магнетосопротивления эпитаксиальных слоев GaMnAs. Известия высших учебных заведений. Физика. 2022. (принято к печати).