محاسبه ابتدا به ساکن ضریب سیبک و رسانندگی الکتریکی ابرشبکه لایه نازک (agsbse2)n(agsbte2)n
چکیده
یکی از مهم ترین مسائل و چالش های جهان مدرن، یافتن منابع جدید انرژی می باشد. امروزه، مواد ترموالکتریک با تبدیل مستقیم گرما به الکتریسیته به عنوان یک منبع انرژی تلقی می شوند که می توانند در کاهش گرمای زمین نیز موثر واقع شوند. یکی از نویدبخش ترین کاربردهای ترموالکتریک در صنعت خودروسازی است. به طوریکه شرکت ژنرال موتور بیان داشته است که کاهش تنها 10 درصدی در مصرف سوخت تنها در خودروهای ساخت این شرکت، باعث صرفه جویی معادل 100 میلیون گالن سوخت در سال برای آمریکا خواهد شد. مشکل مواد ترموالکتریک صنعتی اینجاست که دارای بازده پایین هستند به طوری که توان رقابت با وسایل گرمایشی و سرمایش مرسوم را ندارند. بنابراین دانشمندان با به کارگیری فناوری نانو به دنبال یافتن مواد ترموالکتریک جدیدی هستند که بازده خوبی داشته باشند. ابرشبکه ها ازجمله نانوسیستم های دوبعدی هستند که پتانسیل زیاد برای بهبود کارایی ترکیبات ترموالکتریک دارند . به همین دلیل در این تحقیق خواص ترموالکتریکی ابرشبکه (agsbse2)n(agsbte2)n را به ازای 2و1=n مورد بررسی قرار می دهیم. ترکیبات کالکوژن دار agsbq2(q=s,se,te) دسته ای از مواد ترموالکتریک هستند که به طور ذاتی دارای ضریب سیبک و رسانندگی الکتریکی بالا و رسانندگی گرمایی پایین و در نتیجه کارایی ترموالکتریکی بالایی هستند. در این تحقیق با استفاده از محاسبات کوانتومی مبتنی بر نظریه تابعی چگالی و رهیافت شبه پتانسیل به بررسی خواص ساختاری، الکتریکی و ترابردی بلورهای agsbse2 و agsbte2 و ابرشبکه های متشکل از این دو آلیاژ پرداختیم. بر اساس محاسبات انجام شده در تقریب gga، آلیاژهای agsbse2 و agsbte2 شبه فلز پیش بینی می شوند. در حالیکه در واقعیت این آلیاژها نیمرساناهای با گاف باریک هستند. برای رفع این مشکل، از تصحیح های gga+u و اسپین-مدار بهره گرفتیم. اعمال تقریب اسپین-مدار مشکل گاف را برطرف نکرد اما تقریب gga+u تا حدودی توانست گاف بلورagsbse2 را به درستی پیش بینی کند. سپس به بررسی خواص ترابردی این آلیاژها پرداختیم. در گام بعدی، پس از تشکیل ابرشبکه تک لایه و دولایه از دو آلیاژ معرفی شده، خواص ترابرد را در تقریب gga، که گاف های مختلف انرژی به وسیله عملگر قیچی به سیستم اعمال گردیده است ، و تقریب gga+u محاسبه نمودیم. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که ابرشبکه تک لایه نسبت به ابرشبکه دولایه و همچنین بلورهای تشکیل دهنده، خواص ترموالکتریکی بهتری از خود نشان می دهد و پیش بینی می شود که این ابرشبکه ضریب بهره بالایی داشته باشد.