مطالعة نظری اثر تعداد استخلاف ژرمانیم و سیلیکون در C20 کاسه‌ای بر خواص ترمو الکتریکی

Abstract

امروزه با کاربرد گستردۀ مواد ترموالکتریک، توجه به مطالعۀ تئوریک خواص ترموالکتریکی اهمیت خاصی دارد. در این تحقیق با محاسبۀ ضریب سیبک Sو فاکتور شایستگیZ برای ساختارهای کاسه ای شکل(n=1-5) C20-nGen و C20-nSin، سامانۀ ترموالکتریکیِ مناسب، پیش بینی گردیده است. محاسبات به روش کوانتومی در سطح محاسباتیLSDA/6-31G، انجام شده است. در این ساختارها با افزایش دما ازk 278 تا 400k، ضریب سیبک در نیمرساناهای نوع p کاهش و در نیمرساناهای نوع n افزایش می یابد. بزرگترین فاکتور شایستگی با مقدار 78/1 برای C19Ge1 در دمایk 278 و برای C17Si3 در دمای 400k با مقدار 03/1 نتیجه شده است. بنابراین ساختار C19Ge1 به عنوان نیمرسانای نوع p و C17Si3 به عنوان نیمرسانای نوع n با اختلاف دمائی بزرگتر را می توان برای ساخت سامانۀ ترمو الکتریکی انتخاب نمود. ساختارهایِ C20-nGen با تعداد استخلافِ n=1,2,5 بعنوان هر دو نوع نیمرسانای n و p و ساختارهایِ C20-nSin با تعداد استخلاف n=3 وn=1,3 به ترتیب به عنوان نیمرسانای نوع n و نوع p، که فاکتور شایستگی بزرگتر از یک دارند، را می توان در ساخت سامانۀ ترموالکتریکی استفاده نمود.

Keywords

• فولرن کاسه ای
• si
• ge
• محاسبات کوانتومی
• خواص ترمو الکتریکی