Данная работа посвящена изучению термоэлектрических свойств моносилицида кобальта и его твердых растворов с замещением кобальта на железо и никель. В результате недавних расчетов зонной структуры CoSi был установлен ряд отличий от стандартной для полуметаллических соединений модели её описания. Также было установлено, что данный материал обладает нетривиальной топологией зонной структуры. Целью работы является экспериментальное исследование кинетических коэффициентов и анализ корректности их описания с использованием имеющихся и новых теоретических моделей описания электронной структуры материала. В результате работы получены температурные зависимости кинетических коэффициентов (термоэдс и электропроводности) CoSi и его твердых растворов с FeSi и NiSi в диапазоне 100 – 800 К. Проведен расчет зонной структуры материала из первых принципов в программном пакете QuantumEspresso и проанализирована возможность интерпретации полученных температурных и концентрационных зависимостей на основе двузонной модели электронного спектра в полуметаллах и зонной структуры, рассчитанной из первых принципов. Результаты работы показали, что основные особенности термоэлектрических свойств CoSi и твердых растворов при малом содержании железа и никеля могут быть адекватно описаны с использованием рассчитанной зонной структуры при учете энергетической зависимости времени релаксации. Описание составов с большим содержанием Fe(Ni) и при двойном легировании требует дальнейшего уточнения, что связано с модификацией электронного спектра в твердых растворах.

The work is devoted to the study of the thermoelectric properties of cobalt monosilicide and its solid solutions with the substitution of cobalt for iron and nickel. As a result of recent CoSi band structure calculations a number of differences from the standard model for semi-metallic compounds were found. Moreover, it was shown that this material has nontrivial topology of band structure. The purpose of the study is to obtain experimental data on kinetic coefficients and analyze the applicability of their description using the available and new theoretical models of electronic structure. As a result, we obtained the temperature dependencies of kinetic coefficients (thermoelectric power and electrical conductivity) in the range 100–800 K for CoSi and its solid solutions with FeSi and NiSi. The calculation of the material band structure from the first principles was carried out in the Quantum Espresso software package. The possibility of interpreting the obtained temperature and concentration dependencies on the basis of a two-band model of the electron spectrum in semimetals and a band structure calculated from first principles was analyzed. The results of study showed that the main features of the CoSi thermoelectric properties and solid solutions with a low content of iron and nickel can be adequately described using the calculated band structure, taking into account the energy dependence of the relaxation time. The description of compositions with a high content of Fe (Ni) and double doping requires further clarification, which is associated with the modification of the electronic spectrum in solid solutions.