Исследование влияния реакторного облучения на термоэлектрические свойства сильнолегированного n- и p-Si₀,₇Ge₀,₃

Abstract

Представлены результаты исследования влияния реакторного облучения на термоэлектрические свойства сильнолегированных (концентрация носителей заряда ≥ 10²⁰ см -3 ) сплавов Si₀,₇Ge₀,₃ электронной и дырочной проводимости (легированных фосфором и бором соответственно). Показано, что «пороговые» значения флюенсов быстрых нейтронов, по достижению которых в кремний-германиевых сплавах начинается резкое возрастание электросопротивления и термоэлектродвижущей силы, составляет Ф~6•10¹⁸ см⁻² для nSi₀,₇Ge₀,₃ и Ф~1•10¹⁸ см⁻² для р-Si₀,₇Ge₀,₃. Установлено, что при флюенсе нейтронов ≥10¹⁹ см⁻² и температуре облучения >873 К более радиационно-стойким является сплав n-Si₀,₇Ge₀,₃, который может быть использован в составе ядерных энергетических установок при рабочих температурах 873…973 К и флюенсах по быстрым нейтронам 10¹⁹…10²⁰ см⁻² .

Представлені результати дослідження впливу реакторного випромінювання на термоелектричні властивості сильнолегованих (концентрація носіїв заряду ≥ 10²⁰см -3 ) сплавів Si0.7Ge0.3 електронної та діркової провідності (легованих фосфором та бором відповідно). Показано, що “порогові” значення флюенсів швидких нейтронів при досяженні яких в кремній-германієвих сплавах починаеться різке зростання електроопору та термоелектродвижучої сили становить Ф∼6.10¹⁸см⁻² для n-Si0.7Ge0.3 та 1.10¹⁸см⁻² для р-Si0.7Ge0.3 . Встановлено, що при флюенсі нейтронів ≥ 10¹⁹см⁻² і температурі опромінення > 873 К більш радіаційно-стійким виявляється сплав n-Si₀,₇Ge₀,₃, який може бути використаний у складі ядерних енергетичних установок при робочих температурах 873...973 К та флюенсах по швидким нейтронам 10¹⁹…10²⁰ см⁻² .

We present the results of study of reactor irradiation impact on thermoelectric properties of highly dopped (the concentration of charge carriers ≥10²⁰ cm -3 ) Si0.7Ge0.3 alloys of the silicon-germanium system of electron and hole conductivity (dopped with phosphorus and boron, correspondingly). It has been shown that the “threshold” values of fast neutrons fluences on the reach of which an abrupt increase of electric resistance in silicon-germanium alloys begins and thermoelectromotive forces make Ф~6•10¹⁸ cm⁻² for n-Si0.7Ge0.3 and Ф~1•10¹⁸ cm⁻² for p-Si0.7Ge0.3.It has been established that during the fluence of neutrons ≥10¹⁹ cm⁻² and irradiation temperature >873 K the n-Si0.7Ge0.3 alloy is more radiation stable. It can be used in the composition of nuclear energetic devices at the temperatures of operation 900…1000 K and fluences on fast neutrons 10¹⁹…10²⁰ .