Geri Dön

Thermoelectric efficiency in model nanowires

Model nanotellerde termoelektrik verimlilik

  1. Tez No: 335600
  2. Yazar: SABUHI BADALOV
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 67

Özet

Günümüzde, termoelektrik yarı iletken cihazların kullanımı düşük verimlilik ile sınırlıdır. Bu nedenle, son zamanlarda yüksek verimli termoelektrik malzemeleri uyğun bir maliyeti ile üretilmesi için yoğun araştırmalar sürmektedir. Yeni daha yüksek termoelektrik verimli malzemeler bulmanın yanında bir malzemenin geometrisini yeniden şekillendirerek termoelektrik özelliklerini geliştirmek üzerinde çalışılan metodlardan birisidir. Bu tezin temel amacı çeşitli geometrik yapılarda 2 bağlama telli sistemlerde lineer yanıt teorisi açısından ve 3 bağlama telli sistemlerde lineer ve lineer olmayan yanıt teorisi açısından termoelektrik verimliliğin ayrıntılı bir analizini sunmaktır. Model nanotel için lineer ve lineer olmayan yanıt rejimindeki termoelektrik verimlilik Landauer-Bütiker formulasyonu kullanılarak hesaplanmıştır. Bu tezde, ilk olarak 2 bağlı telli ve 3 bağlı telli sistemler için elektron iletim olasılığını R-matris teorisini kullanarak hesablandı. Sonra bunları kullanarak 2 bağlı telli model sistemlerinde elektron iletim olasılığından termoelektrik iletim katsayısı elde edildi. Sonrakı adımda ise 3 bağlı tel sisteminde esnek olmayan saçılmanın etkisi 3-cü hayali bağın katılmasıyla incelendi. Maksimum güçte ki verimliliyi bir ısı motoru olarak nanotel en uyğun çalışma koşulları tanımlamak için özellikle yararlıdır. Genel beklentinin aksine, esnek olmayan saçılmanın gücünün artması gelişmiş termoelektrik malzemeler elde edilmesi için önemli olduğu gösterilmiştir. Örneğin bir nanoteli fonon rezervuarına kontrollü olarak etkileştirmek nanotellerin verimini artırarak daha iyi ısı motorları elde etmek için bir yol olabilir.

Özet (Çeviri)

Nowadays, the use of thermoelectric semiconductor devices are limited by their low efficiencies. Therefore, there is a huge amount of research effort to get high thermoelectric efficient materials with a fair production value. To this end, one important possibility for optimizing a material's thermoelectric properties is reshaping their geometry. The main purpose of this thesis is to present a detailed analysis of thermoelectric efficiency of 2 lead systems with various geometries in terms of linear response theory, as well as 3 lead nanowire system in terms of the linear response and nonlinear response theories. The thermoelectric efficiency both in the linear response and nonlinear response regime of a model nanowire was calculated based on Landauer-Büttiker formalism. In this thesis, first of all, the electron transmission probability of the system at the hand, i.e. 2 lead or 3 lead systems are investigated by using R-matrix theory. Next, we make use of these electron transmission probability of model systems to find thermoelectric transport coefficients in 2 lead and 3 lead nanowires. Consequently, the effect of inelastic scattering is incorporated with a fictitious third lead in the 3 lead system. The efficiency at maximum power is especially useful to define the optimum working conditions of nanowire as a heat engine. Contrary to general expectation, increasing the strength of inelastic scattering is shown to be a means of making improved thermoelectric materials. A controlled coupling of the nanowire to a phonon reservoir for instance could be a way to increase the efficiency of nanowires for better heat engines.

Benzer Tezler

  1. Fabrication of silicon nanowires by electroless etching and investigation of their photovoltaic properties

    Silisyum nanotellerin elektrokimyasal dağlama ile üretimi ve güneş pili uygulamalarının araştırılması

    BARIŞ ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. RAŞİT TURAN

    YRD. DOÇ. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN

  2. Kuantum ölçek etkileri altında termoelektrik ve termoölçek potansiyeller

    Başlık çevirisi yok

    SEVAN KARABETOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HACI OSMAN ALTUĞ ŞİŞMAN

  3. Optimization of peltier elements in terms of mechanical behaviours and developing new peltier materials

    Peltier elemanlarda mekanik açıdan optimizasyon ve yeni peltier malzemelerin geliştirilmesi

    ÇAĞDAŞ BADAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Makine MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEMET ZOR

    PROF. DR. ERDAL ÇELİK

  4. Termoelektrik soğutucuların performansına doğrudan temaslı ısı değiştiricilerin etkilerinin deneysel incelenmesi

    Experimental examination of direct contact heat exchangers effects on the thermoelectric coolers

    MURAT FERHAT DOĞDU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HACI OSMAN ALTUĞ ŞİŞMAN

  5. Eklemeli imalat ile üretilen alüminyum soğutucuların termoelektrik modül entegrasyonu ve ısıl dağılım etkisi analizi

    Analysis of the heat dissipation effect on the surface ofthermoelectric module reinforces with additive manufactoring

    ÖMER BUĞRA DEMİRÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Gedik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SAVAŞ DİLİBAL