Thermoelectric effect in layered nanostructures
Katmanlı nanoyapılarda termoelektrik etki
- Tez No: 563613
- Danışmanlar: PROF. DR. RAMAZAN TUĞRUL SENGER, DOÇ. DR. HALDUN SEVİNÇLİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Bu tezde ilk prensip hesapları ve Landauer-Büttiker formülasyonu kullanılarak, dinamik kararlılığa sahip yarı iletken iki boyutlu malzemelerin balistik taşınım ve termoelektrik özellikleri incelenmiştir. Umut vadeden yeni thermoelektrik malzemeler bulma motivasyonuyla, geçiş metali dikalkojenitleri ve oksitleri (MX 2 bileşiğinde M = Cr, Mo, W, Ti, Zr, Hf; X = O, S, Se, Te olmak üzere) 2H- ve 1T-fazlarında sistematik olarak çalışılmıştır. Yapısal, elektronik ve fononik özelliklerinin incelenmesinden sonra, yarı-iletken ve dinamik kararlılığa sahip olan tüm yapıların termoelektrik özellikleri analiz edilmiştir. 1T-fazının tersine, 2H-fazındaki dört yapının termoelektrik özelliklerinin oldukça ümit verici olduğu ilk defa raporlanmıştır. Geçiş metali ve oksitlerinden sonra, grup III monokalkojenitlerinin balistik taşınım ve termoelektrik özellikleri 100 K'den 1000 K'e kadar geniş bir sıcaklık aralığında sunuldu. 25 bileşikten oluşan bu büyük aile, özgün elektronik bant yapısına sahip olmaları sebebiyle, geriye kalan iki boyutlu yapılar arasında öne çıkmaktadır. Meksika şapkası şeklindeki valans bant yapısına ek olarak bazı yapılar hem iletim hem de valans bandında ortaya çıkabilen vadi dejenerelikleri sergiler. Ayrıca, group III-monokalkojenitlerinden en hafif elementleri içeren BO ve BS tek tabakalı yapılarının taşınım ve termoelektrik özellikleri geniş bir sıcaklık aralığında hesaplanmıştır. Şaşırtıcı bir şekide, BO ve BS tek tabakalıları düşük sıcaklıklarda oldukça yüksek termoelektrik verim vermişlerdir. Düşük sıcaklıklarda yüksek termoelektrik verime sahip olmalarının arkasındaki fiziksel mekanizma, düşük sıcaklıklarda düşük termal iletkenliğe ve termoelektrik parformansını arttıran valans bant kenarında basamaklı elektronik iletime sahip olmalarıdır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, ballistic transport and thermoelectric (TE) properties of semiconducting and dynamically stable two-dimensional materials are investigated by combining first-principles calculations with Landauer formalism. Motivated by finding novel promising TE materials, transition metal dichalcogenides (TMDs) and oxides (TMOs) (namely MX 2 with M = Cr, Mo, W, Ti, Zr, Hf; X = O, S, Se, Te) are studied systematically in their 2H- and 1T-phases in Chapter 3. Having computed structural, as well as ballistic electronic and phononic transport properties for all structures, we analyze the thermoelectric properties of the semiconducting ones. We report for the first time that, 2H-phases of four of the studied structures have very promising thermoelectric properties, unlike their 1T-phases. Next, ballistic transport and thermoelectric (TE) properties of group III- monochalcogenides (group III-VI) are presented in a wide range temperature from 100 K to 1000 K. This large family composed of 25 compounds which stands out with their unique electronic band structures. In addition to Mexican hat shaped (quartic energy-momentum relation) valence band character, some of the structures exhibit valley degeneracies which can occur either in their conduction and valence bands. Moreover, TE and transport calculations are performed for BO and BS monolayers which consist of lightest species in group III-monochalcogenides. Surprisingly, BO and BS monolayers exhibit high TE efficiency at low temperatures. Low thermal conductance at low temperatures and stepwise electronic transmission at the valence band edge are the physical mechanisms behind achieving large ZT .
Benzer Tezler
- CeO2 katkılı Ca3Co4O9 termoelektrik malzemelerde faz dengeleri
Phase equilibria for CeO2 doped Ca3Co4O9 thermoelectric materials
BEYZA BAKKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- CaO-XO-CoO (X= Na, Ba, Sr, La) faz diyagramlarının tespiti ve termoelektrik özelliklerinin incelenmesi
Determination of phase diagrams and investigation of thermoelectrical properties in CaO-XO-CoO (X= Na, Ba, Sr, La) systems
ANIL DEMİRKESEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
- Electric and magneto-transport properties of magnetic and superconductive iron pnictide and skutterudite compounds
Magnetik ve süperiletken demir pniktid ve skutterudit bileşiklerinin elektrik ve magneto-transport özellikleri
MURAT SERTKOL
Doktora
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIRHAN ÖNER
- Thermoelectric Properties of SrTiO3 Based Oxidesthrough A-site Modifications
Başlık çevirisi yok
DURSUN EKREN
- Lpg ile çalışan buji ateşlemeli bir motorda, egzoz ve soğutma sisteminde kaybedilen ısının tej modülü ile kullanılabilir enerjiye dönüştürülmesi
The conversion of heat lost in the exhaust and cooling system of a spark ignition engine fuelled with lpg to a usable energy via a tej module
HÜSAMEDDİN AKÇAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HABİB GÜRBÜZ