Geri Dön

TIGaSe2 tabakalı kristallerdeki doğal kusurların termoelektrik özelliklerine etkisinin teorik incelenmesi

Effects of defects on the thermoelectric properties of TIGaSe2 layered crystals: Theoretical investigation

  1. Tez No: 724564
  2. Yazar: MURAT ÇAYDAŞİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MİRHASAN SEYİTSOY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 67

Özet

Bu çalışmada, Boltzman taşıma denklemi ile birlikte ab-initio yoğunluk fonksiyonel teorisi hesaplamaları uygulanarak TlGaSe2 üçlü katmanlı dikalkojenitlerin termoelektrik performansını ayrıntılı olarak değerlendirildi. TlGaSe2 birim hücresinde, Se-anyon boşlukları yoluyla yapısal kusurlar tasarlanmasına yönelik yeni bir yaklaşım geliştirilmiştir. Bu kusurlar, TlGaSe2 katmanlı kristallerinin örgü termal iletkenliğini belirgin oranda düşüren çok frekanslı fonon saçılma merkezleri olarak davranmaktadırlar. TlGaSe2 kristal örgüsünde iki tür Se-boşluk kusuru tasarlanmıştır: Birim hücrede (1x1x1) ve süper örgü kafesinde (1x1x4) tek boşluk kusuru. Elektronik yapı hesapları ve kimyasal bağlanma analizleri Se-boşluklarının diğer olası kusurlardan daha elverişli olduğunu ortaya koymuştur. Bu kristallerin sahip olduğu elektriksel taşınım özellikleri ve termoelektrik verimliliğin, kristal yapısına yerleştirilecek Se-boşlukları sayesinde belirgin ölçüde değiştirilebileceği gösterilmiştir. Simülasyon sonuçları, kristal yapıya dahil edilen Se-boşluk kusurlarının termoelektrik güç faktörü ve performans katsayısı ZT'nin yanı sıra termoelektrik verimliliği de önemli ölçüde geliştirdiğini göstermiştir. Sonuçlar, Se-boşlukları içeren TlGaSe2'nin, termoelektrik uygulamalar için gelecekte yeni bir malzeme olarak düşünülebileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

In this study, the thermoelectric performance of TlGaSe2 ternary layered dichalcoge-nides are evaluated by applying ab initio density functional theory calculations combined with Boltzmann's transport equation. A novel approach to design the intrinsic structural defects via Se-anion vacancies in unit cell has been developed. These defects act as multi-frequency phonon scattering centers in the TlGaSe2 unit cell and significantly reduce the lattice thermal conductivity of TlGaSe2 layered crystals. Two kinds of Se-vacancy defects in host TlGaSe2 crystal lattice are engineered: The single vacancy defect induced intrinsically in the unit cell (1x1x1) and in the supercell lattice (1x1x4). Electronic structure calculations and chemical bonding analyses have revealed that Se-vacancies are more favorable than other possible intrinsic defect candidates. It is found that the electrical transport properties and thermoelectric efficiency of this semiconductor could be significantly altered by introducing Se-vacancy states into crystalline structure. Simulations show that inclusion of Se-vacancy defects significantly improves the thermo-electric efficiency as well as the thermoelectric power factor and figure of merit (ZT) values of this compound. The results demonstrate that TlGaSe2 with introduced Se-vacancies may be a perspective material for thermoelectric applications.

Benzer Tezler

  1. Tabakalı yarıiletken kristallerden TIGaSe2, TIInS2 ve GaSe kristallerinin optiksel özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of optical properties of TIGaSe2, TIIns2 and GaSe crystals which are layered semiconductors

    SULTAN ÇEVİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. AYDIN GULUBAYOV

  2. A3B3C6-2 tabakalı yarıiletken bileşimlerinde optik geçirgenlik ve soğrulma etkileri

    Optical transmission and absorption effects in A3B3C6-2 layered semiconductor compounds

    BURAK GÜRKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. FAİK MİKAİLOV

  3. Isısal uyarımlı iletkenlik metodu ve tabakalı tek kristal yapılı yarıiletkenlerdeki uygulaması

    Thermally stimulated conductivity (tsc) method and its application on layered single semiconductors

    HÜSEYİN KAVAS

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HALUK ŞAFAK

  4. TIGaSe2 kristalinin ısıl uyarılmış akım yöntemi ile incelenmesi

    Investigation of TIGaSe2 crystal with thermally stimulated current method

    EMRE COŞKUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. RAUF SULEYMANOV

  5. A3B3C26 ferroelektrik yarı iletkenlerinde faz geçişlerin belirlenmesi için yeni bir optiksel yöntem geliştirilmesi

    Development of a new optical method for determining the phase transitions in A3B3C26 ferroelectric semiconductors

    ŞERİFE TUĞBA BAYER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Fizik ve Fizik MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. EMİN YAKAR