Metal halojenür Agl bileşiğinin çinkoblend, würtzite ve kaya- tuzu fazlarının termoelektrik özelliklerinin temel ilkeler ile incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında AgI’nın würtzite ve çinkoblend fazları için P=0 GPa basınç altında ve kaya-tuzu fazı için üç farklı P=0 GPa, P=2 GPa, P=10 GPa basınç altında ve spin-orbit etkileşmesinin dahil edildiği ve edilmediği durumlar için; kristal yapıları, elektronik bant yapıları, fonon dağılımları ve fonon durum yoğunlukları ile ta¸sıyıcı konsantrasyonu ile sıcaklığın fonksiyonu olarak p-tipi ve n-tipi katkılama için; Seebeck katsayıları, elektriksel iletkenlikleri, güç faktörleri elektronik termal iletkenlikleri gibi termoelektrik özellikleri temel ilkelere göre hesaplanmıştır. Tüm fazlar için, sabit gevşeme zamanı yaklaşımı altında yarı-klasik Boltzmann taşınım denklemi çözülerek ve literatürdeki örgü termal iletkenlik katsayıları dikkate alınarak, yapılan fayda faktörü(ZT) hesabı sonucunda dikkate değer ¸sekilde AgI’nın kaya-tuzu fazı için P = 2 GPa basınç altında n-tipi katkılama için ZT = 1:5 iken p-tipi için yakla¸sık ZT = 2:1 de?geri elde edilmiştir. Uygulama açısından termoelektrik malzemelerde ZT>1 de?gerde olması gerektiğinden hareketle bu çalışmada basınç altındaki kaya-tuzu AgI fazının termoelektrik açıdan umut vaad edici olduğu gösterilmiştir.

In this thesis, the crystal structures, electronic band structures, phonon distributions and phonon density of states and thermoelectric properties such as Seebeck coefficients, electrical conductivity, electronic thermal conductivity and power factors of AgI were calculated using ab-initio methods for the würtzite and zincblend phases under P = 0 GPa pressure and for the rock-salt phase under three different P = 0, 2, and 10 GPa pressures with or without spin-orbit interaction and for p-type and n-type doping as a function of temperature. For all phases, using semi-classical Boltzmann transport equation under the constant relaxation time approach and considering the lattice thermal conductivity coefficients in the literature, the figure of merit(ZT) calculations result in remarkable values of ZT = 1:5 under the pressure of P = 2 GPa for n-type dopping and ZT = 2:1 for the p-type doping in the rock-salt phase. Since thermoelectric materials should have a value of ZT > 1 for practical applications, the rock-salt phase of AgI under pressure can be considered as a thermoelectrically promising material