ТЕРМОЕЛЕМЕНТИ НА ОСНОВІ n-ZrNiSn, НЕЧУТЛИВІ ДО ВПЛИВУ ЗОВНІШНЬОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ : ТЕРМОЭЛЕМЕНТЫ НА ОСНОВЕ n-ZrNiSn, НЕЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Краткое описание

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
Національний університет Львівська політехніка”

На правах рукопису

КРАЙОВСЬКИЙ РОМАН ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 537.311.322

ТЕРМОЕЛЕМЕНТИ НА ОСНОВІ n-ZrNiSn, НЕЧУТЛИВІ ДО ВПЛИВУ ЗОВНІШНЬОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ

05.11.04 прилади та методи вимірювання теплових величин

Дисертація на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук

Науковий керівник
доктор технічних наук,
професор Ромака В.А.

Львів 2012

ЗМІСТ
Стор.

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СИМВОЛІВ

5

ВСТУП

Загальна характеристика роботи

6

РОЗДІЛ 1.

Основна частина. Аналіз проблем прогнозування та реалізації електрорезистивних та термоелектричних термометрів на основі напівпровідникових матеріалів

11

1.1.

Електрорезистивні термометри на основі традиційних напівпровідників

11

1.2.

Електрорезистивні термометри на основі інтерметалічних напівпровідників

15

1.3.

Традиційні термоелектричні термометри

17

1.4.

Термоелектричні термометри на основі інтерметалічних напівпровідників

22

1.5

Термоелементи, нечутливі до впливу зовнішнього магнітного поля

1.6.

Аналіз методів розрахунку електронної структури термометричного матеріалу як основи для прогнозування характеристик електрорезистивних та термоелектричних термометрів

27

1.7.

Заключні висновки аналізу літературних джерел

35

РОЗДІЛ 2.

Методи експериментальних досліджень та їх метрологічне забезпечення

36

2.1.

Дослідження термометричних характеристик

36

2.1.1.

Дослідження електроопору та диференціальної термо-ЕРС

36

2.1.2.

Дослідження питомої магнітної сприйнятливості

39

2.2.

Методи структурних досліджень термометричного матеріалу

40

2.2.1.

Рентгенівський структурний аналіз

41

РОЗДІЛ 3

Прогнозування параметрів електрорезистивних та термоелектричних термометрів

43

3.1.

Побудова моделей кристалічної та електронної структур n-ZrNiSn

43

3.1.1.

Дослідження кристалічної структури n-ZrNiSn

43

3.1.2.

Дослідження електронної труктури n-ZrNiSn

50

3.1.3.

Природа хімічного зв’язку у матеріалі ZrNiSn

58

3.2.

Побудова моделей кристалічної та електронної структур термометричних матеріалів на основі n-ZrNiSn, легованого атомами рідкісноземельних металів (R)

62

3.2.1.

Термометричний матеріал Zr1-xYxNiSn

63

3.2.1.1.

Дослідження кристалічної структури Zr1-xYxNiSn

64

3.2.1.2.

Дослідження розподілу густини станів Zr1-xYxNiSn

69

3.2.2.

Термометричний матеріал Zr1-xНоxNiSn

77

3.2.2.1.

Дослідження кристалічної структури Zr1-xHoxNiSn

78

3.2.4.2.

Дослідження розподілу густини станів Zr1-xHoxNiSn

79

3.2.3.

Термометричний матеріал Zr1-xErxNiSn

82

3.2.3.1.

Дослідження кристалічної структури Zr1-xErxNiSn

82

3.2.3.2.

Дослідження розподілу густини станів Zr1-xErxNiSn

84

3.2.4.

Термометричний матеріал Zr1-xTmxNiSn

86

3.2.4.1.

Дослідження кристалічної структури Zr1-xTmxNiSn

86

3.2.4.2.

Дослідження розподілу густини станів Zr1-xTmxNiSn

87

3.2.5.

Термометричний матеріал Zr1-xLuxNiSn

92

3.2.5.1.

Дослідження кристалічної структури Zr1-xLuxNiSn

92

3.2.5.2.

Дослідження розподілу густини станів Zr1-xLuxNiSn

95

3.3.

Прогнозування області існування термометричних матеріалів Zr1-xRxNiSn

99

3.4.

Основні результати та висновки досліджень 3-го розділу

101

РОЗДІЛ 4

Оптимізація параметрів термометричних характеристик термоелементів на основі n-ZrNiSn

103

4.1.

Дослідження електрокінетичних, енергетичних та магнітних характеристик термометричного матеріалу Zr1-xYxNiSn

103

4.2.

Дослідження електрокінетичних, енергетичних та магнітних характеристик термометричного матеріалу Zr1-xHoxNiSn

108

4.3.

Дослідження електрокінетичних та енергетичних характеристик термометричного матеріалу Zr1-xErxNiSn

114

4.4.

Дослідження електрокінетичних та енергетичних характеристик термометричного матеріалу Zr1-xTmxNiSn

119

4.5.

Дослідження електрокінетичних, енергетичних та магнітних характеристик термометричного матеріалу Zr1-xLuxNiSn

122

4.6.

Основні результати та висновки досліджень 4-го розділу

125

РОЗДІЛ 5

Реалізація електрорезистивних та термоелектричних термометрів на основі досліджених термометричних матеріалів

126

5.1.

Реалізація електрорезистивних та термоелектричних термочутливих елементів засобів вимірювання температури

126

5.2.

Основні результати та висновки досліджень 5-го розділу

129

ВИСНОВКИ

130

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

131

ДОДАТКИ

146

Додаток А

146

Додаток Б

149

Додаток В

151

Додаток Г

192

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СИМВОЛІВ

a

період елементарної комірки;

Bізо

параметр ізотропного зміщення;

RBr

брегівський фактор достовірності

d

міжатомна віддаль;

х

- концентрація компоненту в атомних відсотках

r

атомний радіус елемента;

εF

енергія Фермі;

n(ε)

густина станів;

n(εF)

густина станів на рівні Фермі;

ε1

- енергія активації із рівня Фермі на рівень протікання

ε3

- енергія активації стрибкової провідності

NA

- концентрація донорів;

NД

- концентрація акцепторів;

еВ

електрон·вольт;

Ry

рідберг;

r

питомий електроопір;

σ

- питома електропровідність;

α

диференціальна термо ЕРС (коефіцієнт термо-ЕРС);

Е

- термо-ЕРС

kБ

- постійна Больцмана;

c

магнітна сприйнятливість;

mеф

ефективний магнітний момент;

mБ

магнетон Бора;

qP

парамагнетна температура Кюрі (параметр Вейса);

qД

- температура Дебая;

ТC

температура Кюрі;

ВСТУП
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Науково-технічний прогрес нерозривно пов’язаний із удосконаленням методів та засобів вимірювальної техніки. Дане твердження у повній мірі відноситься і до термометрії. Поряд із вдосконаленням існуючих методів та засобів вимірювання температури, розроблення принципово нових підходів, побудованих на сучасних наукових дослідженнях, дозволить як суттєво розширити температурний діапазон вимірювань, так і забезпечить зростання точності таких вимірювань [1, 2]. У зв’язку з цим, чільне місце посідають електрорезистивні та термоелектричні термометри на основі інтерметалічних напівпровідників n-ZrNiSn, n-TiNiSn та p-TiCoSb [3].
Важливою експлуатаційною характеристикою для довільного засобу вимірювання температури є стабільність та відтворюваність номінальних статичних характеристик, а бажаною мінімальний вплив на характеристики зовнішнього магнітного поля.
Головним недоліком електрорезистивних термометрів, побудованих на основі традиційних напівпровідникових матеріалів, є низька верхня межа температури, що вимірюється, суттєвий вплив зовнішнього магнітного поля на характеристики термометра, складність стандартизації характеристик і т.д. Традиційні термоелектричні термометри вирізняються невисокими значеннями чутливості, залежністю термометричних характеристик від впливу зовнішнього магнітного поля, неможливістю однією термопарою вимірювати діапазон температур 4,2 ÷ 1000 К [1].
Запровадження електрорезистивних та термоелектричних термометрів на основі інтерметалічних напівпровідників [3, 4] дозволило зняти певні недоліки, властиві традиційним термометрам, зокрема, значно розширити діапазон температурних вимірювань. Однак, не вдалося мінімізувати вплив на їх характеристики зовнішнього магнітного поля. Це пояснюється деякими недоліками, зокрема, не повним розуміння фізико-хімічної природи даних термометричних матеріалів та використаних математичних методів моделювання процесів у них.
З огляду на наведене вище, розвиток фізичних засад та принципів побудови електрорезистивних та термоелектричних термоелементів на основі напівпровідника n-ZrNiSn, характеристики яких були б нечутливі до впливу зовнішнього магнітного поля, є безумовно актуальним і доцільним як в суто теоретичному аспекті для розуміння природи фізичних процесів у термометричних матеріалах, так і в практичному аспекті, що дає змогу реалізувати термометри з стабільними та відтворюваними номінальними статичними характеристиками при наявності зовнішнього магнітного поля у температурному діапазоні 4,2 ÷ 1000 К.
Зв’язок теми дисертації з напрямами науково-дослідних робіт, програмами, темами
Робота виконувалася у рамках пріоритетних напрямків розвитку науки і техніки України, зокрема, держбюджетної науково-дослідної роботи Міністерства освіти і науки України за фаховим напрямом Метрологія і приладобудування” „Розроблення та реалізація принципів побудови екологічно чистих термометричних елементів з покращеними метрологічними характеристиками” (2009-2010 рр, № 0109U001151) співвиконавець робіт.
Мета та завдання дисертаційного дослідження
Мета дослідження встановити основні фізичні закономірності функцій перетворення електрорезистивних та термоелектричних термоелементів на основі напівпровідника n-ZrNiSn з стабільними та відтворюваними номінальними статичними характеристиками, нечутливими до впливу зовнішнього магнітного поля у температурному діапазоні 4,2 ÷ 1000 К.
Для досягнення мети належало вирішити наступні наукові завдання:
- дослідити вплив домішок рідкісноземельних металів на зміну електронної структури термометричних матеріалів на основі n-ZrNiSn без впливу зовнішнього магнітного поля та при його наявності.
- вивчити вплив домішок рідкісноземельних металів на електрокінетичні (питомий електроопір та коефіцієнт термо-ЕРС) та магнітні (магнітна сприйнятливість, намагніченість) властивості термометричного матеріалу у широкому температурному діапазоні з метою отримання матеріалів з наперед заданими властивостями;
- реалізувати з досліджених термометричних матеріалів електрорезистивні та термоелектричні термоелементи зі стабільними та відтворюваними номінальними статичними характеристиками, нечутливими до впливу зовнішнього магнітного поля у температурному діапазоні 4,2 ÷ 1000 К і встановити основні фізичні закономірності їх функцій перетворення.
Об’єкт дослідження електрорезистивні та термоелектричні термоелементи, термометричні матеріали, моделі їх електронної та кристалічної структур, що закладають наукову основу оптимізації параметрів термометричних характеристик термоелементів.
Предмет дослідження температурні та концентраційні залежності основних термометричних характеристик термоелементів: електроопір, термо-ЕРС, магнітна сприйнятливість, а також характеристики термометричного матеріалу.
Методи дослідження. Методологічною основою дисертаційної роботи є комплексний підхід до аналізу фізичних засад функціонування електрорезистивних та термоелектричних термоелементів, а також методів їх метрологічних досліджень. Дослідницький комплекс містить: математичне моделювання кристалічної структури та розподілу електронної густини термометричних матеріалів; теоретичні та експериментальні методи досліджень, що базуються на загальній теорії інформаційно-вимірювальної техніки та теорії похибок: теоретичний аналіз механізмів електропровідності термометричних матеріалів з використанням електронно-кінетичної теорії сильнолегованих напівпровідників; експериментальні дослідження термо-ЕРС та питомого електроопору потенціометричними методами у температурному інтервалі 4,2 ÷ 1000 К, магнітної сприйнятливості методом Фарадея та намагніченості в інтервалі температур 4,2 ÷ 800 К, кристалічного стану методами рентгеноструктурного аналізу, металографії та рентгеноспектрального аналізу, стабільності та відтворюваності характеристик термометричних елементів та засобів вимірювання температури.
Наукова новизна одержаних результатів. У дисертаційній роботі отримано та сформульовано наступні наукові результати:
1. Вперше реалізовано електрорезистивні та термоелектричні термоелементи на основі термометричних матеріалів Zr1-xYxNiSn, Zr1-xLuxNiSn, Zr1-xHoxNiSn, Zr1-xErxNiSn та Zr1-xTmxNiSn та отримано закономірності їх функцій перетворення зі стабільними та відтворюваними характеристиками у температурному діапазоні 4,2 ÷ 1000 К.
2. Вперше показано, що нечутливість до впливу зовнішнього магнітного поля термометричних характеристик електрорезистивних та термоелектричних термоелементів на основі термометричних матеріалів Zr1-xYxNiSn та Zr1-xLuxNiSn пов’язана із реалізацією стану парамагнетизму Паулі у даних матеріалах.
3. Вперше здійснено прогнозування функцій перетворення термометричних матеріалів та термоелементів на їх основі у широких температурному та концентраційному діапазонах.
4. Вперше встановлено умови отримання однозначних залежностей та високих значень питомого електроопору і термо-ЕРС термометричних матеріалів Zr1-xYxNiSn, Zr1-xLuxNiSn, Zr1-xHoxNiSn, Zr1-xErxNiSn та Zr1-xTmxNiSn.
Практичне значення одержаних результатів.
1. Результати, одержані у дисертаційній роботі, дають можливість вдосконалити метрологічне забезпечення температурних вимірювань. Розроблені, виготовлені та апробовані термометричні елементи електрорезистивних та термоелектричних термометрів, в яких термочутливий елемент та гілка термопари, відповідно, виготовлені з термометричних матеріалів Zr1-xYxNiSn, Zr1-xLuxNiSn, Zr1-xHoxNiSn, Zr1-xErxNiSn та Zr1-xTmxNiSn. Реалізація електрорезистивних та термоелектричних термоелементів на основі досліджених термометричних матеріалів розширює коло термочутливих елементів з однозначними залежностями та дозволяє керувати характеристиками термометричного матеріалу.
2. Реалізовано електрорезистивні та термоелектричні термоелементи на основі термометричних матеріалів Zr1-xYxNiSn та Zr1-xLuxNiSn з термометричними характеристиками, нечутливими до впливу зовнішнього магнітного поля.
Реалізація та впровадження результатів роботи. Одержані результати досліджень, які підвищують стабільність метрологічних та експлуатаційних характеристик первинних термоперетворювачів електрорезистивних та термоелектричних термометрів, використовуються в АТЗТ Науково-виробниче об’єднання Термоприлад” ім. В. Лаха” (м. Львів).
Особистий внесок дисертанта. Вибір наукового напрямку та об’єктів дослідження, постановка задачі, аналіз та узагальнення результатів складає особистий внесок здобувача. В роботах у співавторстві дисертантові належить участь у визначенні задач, теоретичних дослідженнях, розробленні способів та методів, моделюванні, а також в їх експериментальній перевірці та реалізації результатів досліджень. Вклад дисертанта у цих роботах був визначальним. У процесі виконання наукових досліджень, при розробленні та реалізації практичних схем, макетів пристроїв і експериментальних дослідженнях характеристик об’єктів, були залучені співавтори. У цих випадках частка участі автора відображена у звітах та визначена у відповідних документах.
Апробація та результати роботи. Основні положення та результати роботи обговорено на профільних наукових конференціях: XII Міжнародна конференц

Список литературы

ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі наведено обґрунтування та нове вирішення важливої наукової прикладної проблеми підвищення точності та надійності вимірювання температури при наявності зовнішнього магнітного поля у температурному діапазоні 4,2 ÷ 1000 К, що виявляється у розвитоку фізичних засад та принципів прогнозування та отримання нових термометричних матеріалів та реалізації на їх основі електрорезистивних та термоелектричних термоелементів, характеристики яких нечутливі до впливу зовнішнього магнітного поля.
1. Вперше реалізовано електрорезистивні та термоелектричні термоелементи на основі термометричних матеріалів Zr1-xYxNiSn, Zr1-xLuxNiSn, Zr1-xHoxNiSn, Zr1-xErxNiSn та Zr1-xTmxNiSn та отримано закономірності їх функцій перетворення зі стабільними та відтворюваними характеристиками у температурному діапазоні 4,2 ÷ 1000 К.
2. Із аналізу впливу зовнішнього магнітного поля на зміну електронної структури досліджених термометричних матеріалів було прогнозовано, що у термометричних матеріалах Zr1-xYxNiSn та Zr1-xLuxNiSn відсутні локальні магнітні моменти, а значення магнітної сприйнятливісті у даних матеріалах будуть визначатися концентрацією вільних електронів (парамагнетизм Паулі). Натомість, термометричні матеріали Zr1-xHoxNiSn, Zr1-xErxNiSn та Zr1-xTmxNiSn володіють локальними магнітними моментами (парамагнетизм Кюрі-Вейса), вносячи зміни у значення електроопору та термо-ЕРС при наявності зовнішнього магнітного поля.
3. Із аналізу впливу температури на зміну електронної структури досліджених термометричних матеріалів здійснено прогнозування їх функцій перетворення у широких температурному та концентраційному діапазонах.
4. Із аналізу температурних залежностей питомого електроопору, коефіцієнта термо-ЕРС та магнітної сприйнятливості досліджених термометричних матеріалів підтверджено результати прогнозування їх магнітного стану. Вперше показано, що нечутливість до впливу зовнішнього магнітного поля термометричних характеристик електрорезистивних та термоелектричних термометрів на основі термометричних матеріалів Zr1-xYxNiSn та Zr1-xLuxNiSn пов’язане із реалізацією стану парамагнетизму Паулі у даних матеріалах.
5. На основі експериментальних досліджень температурних залежностей питомого електроопору та коефіцієнта термо-ЕРС досліджених термометричних матеріалів отримано функції перетворення у широких температурному та концентраційному діапазонах, які співпали з результатами їх прогнозування.
6. Рекомендувати реалізовані електрорезистивні та термоелектричні термоелементи на основі досліджених термометричних матеріалів для широкого використання при температурних вимірюваннях у діапазоні 4,2÷1000 К.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Луцик Я.Т. Вимірювання температури: теорія та практика: [монографія] / Я.Т. Луцик, О.П. Гук, О.І. Лах, Б.І. Стадник. Львів: Бескид Біт”, 2006. 560 с.
2. Геращенко О.А. Температурные измерения: [довідник] / О.А. Геращенко, А.Н. Гордов, А.К. Еремина, В.И. Лах, Я.Т. Луцик, В.И. Пуцыло, Б.И. Стаднык, Н.А. Ярышев. К., Наукова думка”, 1989. 704 с.
3. Ромака В.А. Фізичні засади розроблення термометричних елементів на основі інтерметалічних напівпровідників: [Дисертація доктора техн. наук] / Національний університет Львівська політехніка”, Львів, 2008. - 37 С.
4. Ромака В.А. Інтерметалічні напівпровідники: властивості та застосування: [монографія] / В.А. Ромака, В.В. Ромака, Ю.В. Стадник Львів, Львівська політехніка, 2011. 488 с.
5. Вепшек Я. Измерение низких температур электрическими методами: [монографія] / Я. Вепшек. М.: Энергия, 1980. 224 с.
6. Орлова М.П. Низкотемпературная термометрия: [монографія] / М.П. Орлова. М.: Изд-во стандартов, 1975. 200 с.
7. Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статистические характеристики преобразования. ГОСТ 3044-84. Государственный стандарт СССР. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 79 с.
8. Xia Y. Electrical transport properties of TiCoSb half-Heusler phases that exhibit high resistivity / Y. Xia, V. Pannambalam, S. Bhattacharya, A.L. Pope, S.J. Poon, T.M. Tritt // Journ. Phys.: Condens. Matter. 2001. Vol. 13. P. 77-89.
9. Caruso A.N. A comparison of surface segregation for two semi-Heusler alloys: TiCoSb and NiMnSb / A.N. Caruso, C.N. Borca, D. Ristoiu, J.P. Nozieres, P.A. Dowben // Surface Science. 2003. Vol. 525. P. L109-L115.
10. Stadnyk Yu. Electric transport and magnetic properties of TiCo1-xNixSb solid solution / Yu. Stadnyk, Yu. Gorelenko, A. Tkachuk, A. Goryn, V. Davydov, O. Bodak // Journ. Alloys and Comp. 2001. - Vol. 329. - P. 37-41.
11. Kawaharada Y. High temperature thermoelectric properties of CoTiSb half-Heusler compounds / Y. Kawaharada, K. Kurosaki, H. Muta, M. Uno, S. Yamanaka // Journ. Alloys and Comp. 2004. - Vol. 384. - P. 308-311.
12. Zhou M. Effects of partial substitution of Co by Ni on the high-temperature thermoelectric properties of TiCoSb-based half-Heusler compounds / M. Zhou, C. Feng, L. Chen, X. Huang // Journ. Alloys and Comp. 2005. - Vol. 391. - P. 194-197.
13. Zhou M. Disorder scattering on the High-temperature lattice thermal conductivity of TiCoSb-based half-Heusler compounds / M. Zhou, L. Chen, W. Zhang, C. Feng // Journ. Appl. Phys. 2005. - Vol. 98. P. 13708-1-5.
14. Stadnyk Yu., Romaka V.A., Akselrud L., Romaka L.P, Davydov V., Gorelenko Yu., Horyn A. Mechanism of initiation of acceptor impurity in TiCoSb semiconductor at V donor impurity dopin // X International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds / Coll. Аbstr. Lviv. 2007. P. 93.
15. Горинь А., Ромака В.А., Стадник Ю., Ромака Л. Коефіцієнт термоелектричної потужності Ti1-xVxCoSb // Одинадцята наукова конференція Львівські хімічні читання 2007” / Збірник наукових праць. Львів. 2007. С. Н40.
16. Romaka V.A., Stadnyk Yu., Chekurin V., Akselrud L., Davydov V., Horyn A. Mechanism of defects formation in Ti1-xVxCoSb semiconductor solid solution // XIIth International Seminar/Workshop Direct and Inverse Problems of Electromagnetic and Acoustic Wave Theory” / Proc. Lviv. 2007. P. 139-142.
17. Ромака В.А. Роль примесной зоны при переходе диэлектрик-металл при изменении состава сильно легированного и компенсированного полупроводникового твердого раствора TiCo1-xNixSb. Донорные примеси / В.А. Ромака, М.Г. Шеляпина, Ю.В. Стаднык, Д. Фрушарт, Л.П. Ромака, В.Ф. Чекурин // Физ. и техн. полупров. - 2006. Т. 40, вып. 7. С. 796-801.
18. Ромака В.А. Перехід діелектрик-метал при зміні складу сильнолегованого та компенсованого напівпровідникового твердого розчину TiCo1-xNixSb / В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, М.Г. Шеляпіна, Д. Фрушарт, В.Ф. Чекурін, Л.П. Ромака, А.В. Ткачук // Укр. фіз. журн. 2006. Т. 51, № 5. С. 487-492.
19. Romaka L.P. Peculiarity of metalinsulator transition due to composition change in semiconducting TiCo1-xNixSb solid solution. I. Electronic structure calculations / L.P. Romaka, M.G. Shelyapina, Yu.V. Stadnyk, D. Fruchart, E.K. Hlil, V.A. Romaka // Journ. Alloys and Comp. 2006. Vol. 416. P. 46-50.
20. Stadnyk Yu. Impurity band effect on TiCo1-xNixSb conduction. Donor impurities / Yu. Stadnyk, V.A. Romaka, M. Shelyapina, Yu. Gorelenko, L. Romaka, D. Fruchart, A. Tkachuk, V. Chekurin // Journ. Alloys and Comp. 2006. Vol. 421. P. 19-23.
21. Бодак О.І. Роль домішкової зони в провідності твердого розчину TiCo1-xNixSb. Донорні домішки / О.І. Бодак, В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, М.Г. Шаляпіна, Л.П. Ромака, В.Ф. Чекурін, Ю.К. Гореленко // Фіз. і хім. тв. тіла. 2005. Т. 6, № 2. С. 218-223.
22. Ромака В.А. Особливості легування інтерметалічного напівпровідника p-TiCoSb донорною омішкою Сu. I. Розрахунок електронної структури / В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, Д. Фрушарт, Я. Тобола, Ю.К. Гореленко, Л.П. Ромака, В.Ф. Чекурін, А.М. Горинь // Укр. фіз. журн. 2007. Т. 52, № 5 С. 455-459.
24. Ромака В.А. Особливості легування інтерметалічного напівпровідника p-TiCoSb донорною домішкою Сu. II. Експериментальні дослідження / В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, Д. Фрушарт, Я. Тобола, Ю.К. Гореленко, Л.П. Ромака, В.Ф. Чекурін, А.М. Горинь // Укр. фіз. журн. 2007. Т. 52, № 7 С. 650-656.
25. Горинь А.М., Ромака В.А., Стадник Ю.В., Шаляпіна М.Г., Ромака Л.П., Чекурін В.Ф., Гореленко Ю.К. Особливості переходу провідності діелектрик-метал при зміні складу інтерметалічних напівпровідників структурного типу MgAgAs. II. Донорні домішки // Десята наукова конференція Львівські хімічні читання 2005” / Збірник наукових праць. Львів. 2005. С. Н26.
26. Ромака В.А. Механизм локальной аморфизации сильно легированного интерметаллического полупроводника Ti1-xVxCoSb / В.А. Ромака, Ю.В. Стаднык, Л.Г. Аксельруд, В.В. Ромака, D. Fruchart, P. Rogl, В.Н. Давыдов, Ю.К. Гореленко // Физ. и техн.. полупров.. 2008. Т. 42, вып. 7. С. 763-776.
27. Ромака В.А. Особливості зонної структури та механізмів електропровідності напівпровідникового твердого розчину TiCo1-xCuxSb / В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, Д. Фрушарт, Я. Тобола // Фіз. і хім. твердого тіла. 2008. Т. 9, № 1. С. 81-86.
28. Ромака В.А. Механізм генерації акцепторної домішки в інтерметалічному напівпровіднику TiCoSb при сильному легованні донорною домішкою V. I. Дослідження структури та розподілу електронної густини / В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, П. Рогл, Л.Г. Аксельруд, В.М. Давидов, В.В. Ромака, Ю.К. Гореленко, А.М. Горинь // Укр. фіз. журн. 2008. Т. 53, № 2. С. 158-163.
29. Stadnyk Yu.V. Solid solutions ZrNi1-xMxSn (M = Cr, Mn, Cu) and their electrical and magnetic properties / Yu.V. Stadnyk, L.P. Romaka, A.M. Goryn, Yu.K. Gorelenko, J. Pierre, R.V. Skolozdra R.V. // Journ. Alloys and Comp. 1997. - Vol. 262-263. - P. 476-480.
30. Stadnyk Yu. Anjmalous magnetism and electron paramagnetic resonance spectroscopy of the ZrNi1-xCrxSn solid solution / Yu. Stadnyk, R. Skolozdra, B. Padlyak, Yu. Gorelenko, L. Romaka, A. Jankowska-Frydel, M. Grinberg // Journ. Alloys and Comp. 2000. - Vol. 296. - P. 253-257.
31. Bodak O. Synthesis, crystal structure and physical properties of ZrNiSn semiconductor doped with Mn / O. Bodak, B. Padlyak, Yu. Stadnyk, J. Pierre, A. Tkachuk, L.P. Romaka, Yu. Gorelenko // Journ. Alloys and Comp. 2001. - Vol. 317-318. - P. 357-362.
32. Horyn A. Crystal structure and physical properties of (Ti,Sc)NiSn and (Zr,Sc)NiSn solid solutions / A. Horyn, O. Bodak, L.P. Romaka, Yu. Gorelenko, A. Tkachuk, V. Davydov, Yu. Stadnyk // Journ. Alloys and Comp. 2004. - Vol. 363. - P. 10-14.
33. Pierre J. Localisation of Mn 3d states in semi-Heusler compounds / J. Pierre, K. Kaczmarska, J. Tobola, R.V. Skolozdra, G.A. Melnyk // Phys. B. Condensed Mater. 1999. Vol. 259-261. P. 841-842.
34. Hohl H. Efficient dopants for ZrNiSn-based thermoelectric materials / H. Hohl, A.P. Ramirez, C. Goldman, G. Ernst, B. Wölfing, E. Buchert // Journ. Phys.: Condens. Matter 1999. Vol. 11. P. 1698-1709.
35. Culp S.R. Effect of substitutions on the thermoelectric figure of merit of half-Heusler phases at 8000 C / S.R. Culp, S.J. Poon, N. Hickman, T.M. Tritt, J. Blumm // Appl. Phys. Letters. 2006. Vol. 88, № 16. P. 042106-1-3.
36. Kawaharada Y. Thermophysical properties of NiZrSn1-xSbx half-Heusler compounds / Y. Kawaharada, K. Kurosaki, H. Muta, M. Uno, S. Yamanaka // Journ. Alloys and Comp. 2004. - Vol. 381. - P. 9-11.
37. Kawaharada Y. High temperature thermoelectric properties of NiZrSn half-Heusler compounds / Y. Kawaharada, H. Uneda, H. Muta, K. Kurosaki, S. Yamanaka // Journ. Alloys and Comp. 2004. - Vol. 364. - P. 59-63.
38. Katsuyama S. Effect of substitution for Ni by Co and/or Cu thermoelectric properties of half-Heusler ZrNiSn / S. Katsuyama, H. Matsushima, M. Ito // Journ. Alloys and Comp. 2004. - Vol. 385. - P. 232-237.
39. Katsuyama S. Thermoelectric properties of half-Heusler alloys Zr1-xYxNiSn1-ySby / S. Katsuyama, R. Matsuo, M. Ito // Journ. Alloys and Comp. 2006. - Vol. 428. - P. 262-267.
40. Kurosaki K. Thermoelectric properties of titanium-based half-Heusler compounds / K. Kurosaki, H. Muta, S. Yamanaka // Journ. Alloys and Comp. 2004. - Vol. 384. - P. 51-56.
41. Ромака В.А. Особенности перехода проводимости металл-диэлектрик в узкощелевых полупроводниках структурного типа MgAgAs / В.А. Ромака, Ю.В. Стаднык, М.Г. Шеляпина, Д Фрушарт, В.Ф. Чекурин, Л.П. Ромака, Ю.К. Гореленко // Физ. и техн. полупров. - 2006. Т. 40, вып. 2. С. 136-141.
42. Stadnyk Yu.V. Metal-insulator transition induced by changes in composition in Zr1-хScхNiSn solid solution range / Yu.V. Stadnyk, V.A. Romaka, Yu.K. Gorelenko, L.P. Romaka, D. Fruchart, V.F. Chekurin // Journ. Alloys and Comp. 2005. Vol. 400. P. 29-32.
43. Бодак О.І. Перехід провідності метал-діелектрик, викликаний зміною складу твердого розчину Zr1-xScxNiSn / О.І. Бодак, В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, Л.П. Ромака, Ю.К. Гореленко, В.Ф. Чекурін // Фіз. і хім. тв. тіла. 2005. Т. 6, № 1. С.120-123.
44. Бодак О.І. Особливості переходу провідності метал-діелектрик при зміні складу напівпровідникового твердого розчину Zr1-хScхNiSn. I. Aкцепторні домішки / О.І. Бодак, В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, М.Г. Шаляпіна, Д. Фрушарт, Л.П. Ромака, В.Ф. Чекурін, Ю.К. Гореленко // Журн. фіз. досл. 2005. Т. 9, № 3. С. 243-247.
45. Стадник Ю.В., Ромака В.А., Шеляпіна М.Г., Ромака Л.П., Чекурін В.Ф., Гореленко Ю.К. Особливості переходу провідності діелектрик-метал при зміні складу інтерметалічних напівпровідників структурного типу MgAgAs. I. Aкцепторні домішки // Десята наукова конференція Львівські хімічні читання 2005” / Збірник наукових праць. Львів. 2005. С. Н25.
44. Romaka V.A., Gorelenko Yu, Stadnyk Yu., Romaka L. Contrary ansatz for MgAgAs-type structure intermetallic semiconductors: periferal electrons number accounting or intermetallic semiconductors doping // 15-th International Conference on Solid Compounds of Transition Elements / Book of Abstr. Krakow (Poland). 2006. P. 76.
46. Chekurin V., Romaka V.A., Stadnyk Yu., Romaka V.V., Gorelenko Yu., Davydov V., Horyn A. Features of structural descriptions and elektrophysical properties of Zr1-xDyxNiSn and ZrNi1-xFexSn solid solutions // XIIth Intern. Seminar/Workshop Direct and Inverse Problems of Electromagnetic and Acoustic Wave Theory” / Proc. Lviv. 2007. P. 143-145.
47. Stadnyk Yu., Romaka V.V., Davydov V., Romaka V.A., Gorelenko Yu., Нoryn A. Feature in structure, electrotransport, and magnetic characteristics of ZrNi1-xFexSn and Zr1-xDyxNiSn intermetallic semiconductors // X International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds / Coll. Аbstr. Lviv. 2007. P. 94.
48. Ромака В.А. Особенности проводимости сильно легированного акцепторной примесью In интерметаллического полупроводника n-ZrNiSn / В.А. Ромака, Ю.В. Стаднык, В.В. Ромака, Д. Фрушарт, Ю.К. Гореленко, В.Ф. Чекурин, А.М. Горынь // Физ. и техн. полупров. - 2007. Т. 41, вып. 9. С. 1059-1065.
49. Ромака В.А. Особливості провідності напівпровідникового твердого розчину ZrNiSn1-xInx / В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, Д. Фрушарт, В.В. Ромака, Ю.К. Гореленко, В.М. Давидов, А.М. Горинь // Укр. фіз. журн. 2007. Т. 52, № 10. С. 952-958.
50. Ромака В.А. Особливості електронної та кристалічної структур. Дослідження термоелектричного матеріалу ZrNiSn1-xInx / В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, В.В. Ромака, А.Е. Лагун // Вісник НУ Львівська політехніка” Автоматика, вимірювання та керування. 2007. 574. С. 104-108.
51. Stadnyk Yu.V., Romaka V.A., Gorelenko Yu.K., Shelyapina M.G., Romaka L.P. Conductivity Mechanisms in Heavily-doped and Compensated Intermetallic Semiconductors with the MgAgAs Structure Type // IX International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds / Coll. Аbstr. Lviv. 2005. P. 117.
52. Ромака В.А. Особливості механізмів провідності інтерметалічного напівпровідника n-ZrNiSn, сильно легованого Mn. I. Розрахунок електронної структури / В.А. Ромака, М.Г. Шаляпіна, Д. Фрушарт, Ю.В. Стадник, Ю.К. Гореленко, Л.П. Ромака, В.Ф. Чекурін // Фіз. і хім. тв. тіла. 2007. Т. 8, № 4. С. 688-693.
53. Шеляпіна М. Електронна структура напівпровідникового твердого розчину ZrNi1-хMnxSn / М. Шеляпіна, Ю. Стадник, В.А. Ромака, Ю.К. Гореленко, Л. Ромака, А. Горинь // Вісник Львівського університету. Серія хімічна. 2007. Вип. 48, Ч. I. С. 217-222.
54. Shelyapina M.G., Romaka V.A., Romaka L.P., Fruchart D. Electron Structure and Magnetic properties of ZrNi1-xMnxSn half-Heusler Alloys // International Symposium and Summer School in Saint Petersburgb Nuclear Magnetic Resonance in Condensed Matter” / Book of Abstr. - Saint Petersburgb (Russia). 2006. P.102.
55. Ромака В.А. Особенности механизмов проводимости сильно легированных интерметаллических полупроводников n-ZrNiSn / В.А. Ромака, М.Г. Шеляпина, Ю.К. Гореленко, Д. Фрушарт, Ю.В. Стаднык, Л.П. Ромака, В.Ф. Чекурин // Физ. и техн. полупров. - 2006. Т. 40, вып. 6. С. 676-682.
57. Ромака В.А. Вплив режимів термообробки на провідність сильнолегованих напівпровідників n-ZrNiSn. I. Експериментальні результати / В.А. Ромака, Ю.К. Гореленко, Ю.В. Стадник, Л.П. Ромака, М.Г. Шеляпіна, Д. Фрушарт, В.Ф. Чекурін, А.М. Горинь // Укр. фіз. журн. 2006. Т. 51, № 7. С. 703-709.
58. Ромака В.А. Механізми провідності інтерметалічного напівпровідника n-ZrNiSn, сильнолегованого акцепторною домішкою Со. II. Розрахунок електронної структури / В.А. Ромака, М.Г. Шеляпіна, Ю.В. Стадник, Ю.К. Гореленко, Д. Фрушарт, Л.П. Ромака, В.Ф. Чекурін // Укр. фіз. журн. 2007. Т. 52, № 3. С. 251-255.
59. Fruchart D. Conductivity Mechanisms in Heavy-Doped n-ZrNiSn Intermetallic Semiconductors / D. Fruchart, V.A. Romaka, Yu.V. Stadnyk, L.P. Romaka, Yu.K. Gorelenko, M.G. Shelyapina, V.F. Chekurin // Journ. Alloys and Comp. 2007. Vol. 438. P. 8-14.
60. Бодак О.І. Механізми провідності сильнолегованих інтерметалічних напівпровідників n-ZrNiSn. Експериментальні результати / О.І. Бодак, В.А. Ромака, Ю.К. Гореленко, Ю.В. Стадник,В.Ф. Чекурін, Л.П. Ромака, М.Г. Шаляпіна, Д. Фрушарт, А.М. Горинь // Фіз. і хім. тв. тіла. 2006. Т. 7, № 2. С. 259-264.
61. Ромака В.А. Механізми провідності інтерметалічних напівпровідників ZrNiSn, сильнолегованих Со. II. Розрахунок електронної структури / В.А. Ромака, М.Г. Шеляпіна, Ю.К. Гореленко, Ю.В. Стадник, Л.П. Ромака, Д. Фрушарт, В.Ф. Чекурін // Фіз. і хім. тв. тіла. 2007. Т. 8, № 3. С. 466-470.
62. Бодак О.І. Механизми провідності інтерметалічних напівпровідників n-ZrNiSn, сильнолкгованих акцкаторними домішками Со / О.І. Бодак, В.А. Ромака, М.Г. Шеляпіна, Ю.К. Гореленко, Ю.В. Стадник, Л.П. Ромака, Д. Фрушарт, В.Ф. Чекурін // Журн. фіз. досл. 2006. Т. 10, № 1. С. 46-53.
63. Ромака В.А. Вплив термообробки на механізми провідності інтерметалічних напівпровідників структурного типу MgAgAs / В.А. Ромака, Ю. Гореленко, Ю. Стадник, Л. Ромака, М. Шаляпіна, В. Чекурін, А. Горинь // Вісник Львівського університету. Серія хімічна. 2006. Вип. 47. С. 71-76.
64. Romaka V.A., Gorelenko Yu., Tobola J., Stadnyk Yu., Romaka L., Fruchart D. Density of states oscillation in n-ZrNiSn intermetallic semiconductors heavy doped with Co donor impurity // 15-th International Conference on Solid Compounds of Transition Elements / Book of Abstr. Krakow (Poland). 2006. P.175.
65. Шеляпіна М. Електронна структура сильно легованого інтерметалічного напівпровідника ZrNiSn / М. Шеляпіна, Ю. Гореленко, Л. Ромака, Ю. Стадник, В.А. Ромака, В. Чекурін, А. Горинь // Вісник Львівського університету. Серія хімічна. 2006. Вип. 47. С. 65-70.
66. Ромака В.А. Механізми провідності інтерметалічного напівпровідника n-ZrNiSn, сильнолегованого донорною домішкою Сu / В.А. Ромака, М.Г. Шеляпіна, Д. Фрушарт, Ю.К. Гореленко, Ю.В. Стадник, Л.П. Ромака, В.Ф. Чекурін, А.М. Горинь // Укр. фіз. журн. 2007. Т. 52, № 1. С. 40-46.
67. Stadnyk Yu., Romaka V.A., Horyn A.M. The properties of Zr1-xNbxNiSn and Zr1-xMoxNiSn solid solution // VI International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds / Coll. Аbstr. - Lviv, 1991. P. 91.
68. Padlyak B., Grinberg M., Romaka V., Gorelenko Yu., Stsdnyk Yu. Magnetic ordering in the ZrNi1-xCrxSn // 8th Europan Magnetic Materials and Applications Conference / Abstr. - Kyiv, 2000. - P. 177.
69. Ромака В.А. Дослідження термоелектричного матеріалу ZrNiSn1-xInx. Особливості електрокінетичних характеристик / В.А. Ромака, Ю.В. Стадник, В.В. Ромака, А.Е. Лагун // Міжвідомчий науково-технічний збірник ”Вимірювальна техніка та метрологія”. 2007. - № 67. - С. 30-36.
70. Pierre J. From nonmagnetic semiconductor to itinerant ferromagnet in the TiNiSn-TiCoSn series / J. Pierre, R.V. Skolozdra, Yu.K. Gorelenko, M. Kouacou // Journ. Magn. and Magn. Materials. 1994. - Vol. 134. P. 95-105.
71. Bhattacharya S. Effect of Sb doping on the thermoelectric properties of Ti-based half-Heusler compounds, TiNiSn1-xSbx / S. Bhattacharya, A.L. Pope, R.T. Littleton IV, T.M. Tritt, V. Ponnambalam, Y. Xia, S.J. Poon // Appl. Phys. Letters. 2000. Vol. 77, № 16. P. 2476-2478.
72. Shutoh N. Thermoelectric properties of the Tix(Zr0,5Hf0,5)1-xNiSn half-Heusler compounds / N. Shutoh, S. Sakurada // Journ. Alloys and Comp. 2005.- Vol. 389. - P. 204-208.
73. Kurosaki K. Effect of spark plasma sintering temperature on thermoelectric properties of (Ti, Zr, Hf)NiSn half-Heusler compounds / K. Kurosaki, T. Maekawa, H. Muta, S. Yamanaka // Journ. Alloys and Comp. 2005. - Vol. 397. - P. 296-299.
74. Kim S.-W. High temperature thermoelectric properties of TiNiSn-based half-Heusler compounds / S.-W. Kim, Y. Kimura, Y. Mishima // Intermetallics. 2007. - Vol. 15. - P. 349-356.
75. Ромака В.А. Дослідження механізму локальної аморфізації сильнолегованого кристалічного напівпровідника n-TiNiSn / В.А. Ромака В.А., Стадник Ю.В., Фрушарт Д., Ромака В.В., Рогль П., Тобола Я., Гореленко Ю.К., Горинь А.М. // Укр. фіз. журн. 2008. Т. 53, № 1. С. 42-49.
76. Стадник Ю.В. Особливості механізмів електропровідності напівпровідникового твердого розчину TiNiSn1-xInx / Ю.В. Стадник, В.А. Ромака // Термоелектрика. 2007. № 1. С. 42-50.
77. Ромака В.А. Моделі електронної та кристалічної структур інтерметалічного напівпровідника TiNiSn1-xInx / В.А. Ромака, Ю. Стадник, В.В. Ромака, П. Гаранюк // Збірник наукових праць Комп’ют. техн. друкарства”. 2007. - № 18. С. 104-111.
78. Стадник Ю., Ромака В.А., Гореленко Ю., Ромака Л., Горинь А. Електрокінетичні властивості твердих розчинів ZrNiSn1-xInx та ТіNiSn1-xInx // Одинадцята наукова конференція Львівські хімічні читання 2007” / Збірник наукових праць. Львів. 2007. С. Н41.
79. Немошкаленко В.В. Методы вычислительной физики в теории твердого тела. Зонная теория металлов: [монографія] / В.В. Немошкаленко, В.Н. Антонов. Киев.: Наукова думка, 1985. 408 с.
80. Слэтер Дж. Методы самосогласованного поля для молекул и твердых тел. [монографія] / Дж. Слэтер. - М.: Мир, 1978. - 658 с.
81. Korringa J. On the calculation of a Bloch wawe in a metal / J. Korringa // Physica. 1947. - Vol. 13. - Р. 392-404.
82. Kohn W. Solution of the Schrodinger equation in periodic lattices with an application to metallic Lithium / W. Kohn, N. Rostoker // Phys. Rev. 1954. - Vol. 94, № 5. - Р. 1111-1120.
83. Andersen O.K. Linear method in band theory / O.K. Andersen // Phys. Rev. B. 1975. Vol. 12, № 8. P. 3060-3083.
84. Savrasov S.Yu. Full-potential linear-maffin-tin orbit method for calculating total energies and forces / S.Yu. Savrasov, D.Yu. Savrasov // Phys. Rev. B. 1992. Vol. 46, № 9. P. 12181-12195.
85. Schwarz K. Electronic structure calculations of solids using the WIEN2k package for material sciences / K. Schwarz, P. Blaha, G.K.H. Madsen // Computer Physics Communications. 2002. Vol. 147. P. 7176.
86. Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов: [монографія] / Л.П. Павлов. - М.: Высшая школа, 1987. - 240 с.
87. Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений: [монографія] / П.В. Новицкий, И.А. Зограф.