Investigation of thermoelectric properties of 2d β-silicon monotelluride (site)
2 boyutlu β-silion monotellürlerin termoelektrik özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 521622
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Özgün 2 boyutlu silikon monotellür (SiTe) moleküllerinin termoelektrik özellikleri temel ilke hesaplar ile araştırıldı. Elektronik yapının hesaplanması için yoğunluk fonksiyonel teorisine dayalı artırılmış düzlemsel dalga metodu“Vienna Ab Initio Simulation Package”(VASP) kullanılarak uygulandı. Değişim bağıntı fonksiyoneli için, Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE-GGA) tarafından geliştirilen genelleştirilmiş gradyan yakınsaması hesaba katıldı. Beta-SiTe için hesaplanan bant genişliği 1.83eV , teorik veri ile uyum içinde bulunmuştur. Elektronik ve kafes taşıma özellikleri Boltzmann taşıma denklemi kullanılarak araştırıldı. Elektronik taşıma özellikleri için elektronik bant yapısının Fourier interpolasyonunu kullanan Boltz-TraP kodu kullanıldı, bu sebeple interpolas-yonu küçültmek ve daha iyi sonuçlar elde etmek için büyük bir k örneğine ihtiyaç duyuldu. Oda sıcaklığında Seebeck sabiti 290 μV /K ve κ l = 0 için liyakat figürü 0.98 olarak bulundu. İkinci mertebeden harmonik ve üçüncü mertebeden anharmonik kuvvet sabitleri VASP yardımı ile yoğunluk fonksiyoneli tedirginlik teorisi kullanılarak hesaplandı. Fonon dağılmı ve durum yoğunluğu, Phonophy kodu kullanılarak ikinci mertebeden kuvvet sabitleri ile bulundu. Kafes termal iletkenliği ve diğer kafese bağlı taşıma özellikleri ShengBTE programı yardımıyla, harmonik ve anharmonik kuvvet sabitleri ile hesaplandı. Oda sıcaklığında özısı 305.5 J/molK olarak ve kafes termal iletkenliği 1.35 × 10 −3 W/mK olarak bulundu. Beta-SiTe için ZT liyakat figürü, ShengBTE'den elde edilen κ l kullanılarak, oda sıcaklığında 0.78 olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Thermoelectric properties of novel 2D silicon monotelluride (SiTe) are studied using first principles calculations. The plane wave method based on den- sity functional theory as implemented in Vienna ab initio simulation package (VASP) is used to calculate the electronic structure. For the exchange correlation functionals, the generalized gradient approximation developed by Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE-GGA) is taken into account. The calculated band gap for β-SiTe is 1.83 eV which is in consistence with the previous theoretical data. The electronic and lattice transport properties are investigated using the Boltzmann transport equation. For the electronic transport properties, BoltzTraP code is used which relies on the Fourier interpolation of electronic band structure and thus requires a large k-sampling to optimize the interpolation and produce better results. The Seebeck coefficient obtained at room temperature is 290 μV /K and the figure of merit with κ ` = 0 is 0.98. The density functional perturbation theory (DFPT) is used to calculate the 2nd order harmonic and 3 rd order anharmonic force constants. The phonon dispersion and density of states are computed from the 2 nd order harmonic force constants using Phonopy code. The lattice thermal conductivity and other lattice dependent transport properties are calculated using both the harmonic and anharmonic force constants via ShengBTE program. The specific heat and lattice thermal conductivity at room temperature is 305.5 J/mol K and 1.35 × 10 −3 W/m K, respectively. The figure of merit ZT for β-SiTe at room temperature using the κ' obtained from ShengBTE is 0.78 at 800k.
Benzer Tezler
- Implications of the anisotropic Mexican-hat band structure in 2D materials on their thermoelectric properties: An analytical and computational investigation
İki boyutlu (2B) malzemelerde anizotropik Meksika-şapkası bant yapısının termoelektrik özellikleri üzerindeki etkileri: Analitik ve hesaplamalı bir inceleme
MUHAMMAD HILAL
Doktora
İngilizce
2025
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. OĞUZ GÜLSEREN
- Geçiş metali içeren 2 boyutlu bazı kristallerin fiziksel özelliklerinin Ab initio yöntemlerle incelenmesi
Investigation of physical properties of some two dimensional crystals containing transition metals by Ab initio methods
EMRE BÖLEN
Doktora
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiAksaray ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN DELİGÖZ
- Üzerinde hava akımı olan, yatay yakıt yatağındaki alevsiz yanmanın incelenmesi
Smoldering combustion in a horizontal fuel layer which is object to an air flow above fuel bed
YUSUF ERDEM ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERHAN BÖKE
- Thermoelectric properties investigation of copper based chalcogenide and cobalt based skutterudite structures
Bakır tabanlı kalkojenit ve kobalt tabanlı skutterudite yapılarının termoelektrik özelliklerinin incelenmesi
TUĞBA TEMEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
DOÇ. DR. SEDAT BALLIKAYA
- Cu-S ince filmlerin termoelektrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of thermoelectric properties of cu-S thin films
NURGÜL AYGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
DOÇ. DR. SEDAT BALLIKAYA