Talyum tabanlı bazı malzemelerin termoelektrik özelliklerinin temel ilkeler ile incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, talyum tabanlı üçlü kalkojenit malzemelerin termoelektrik özellikler bakımından verimliliği araştırılmıştır. TlSbS2, TlSbSe2, TlSbTe2, TlBiS2, TlBiSe2, TlBiTe2 malzemelerinin yoğunluk fonksiyoneli kuramı genelleştirilmiş gradyan yaklaşımı kapsamında spin-orbit etkileşimsiz ve spin-orbit etkile¸simli elektronik ve termoelektrik özellikleri hesaplanmıştır. Bant yapı hesaplarına ek olarak hibrit fonksiyoneller de kullanılmıştır. Toplam durum ve kısmi durum yoğunlukları hesaplanarak orbitallerdeki elektronların iletim ve de?gerlik bantına katkıları gösterilmi ştir. Deneysel bant aralıkları ile uyum en iyi spin-orbit etkileşimlerini hesaba katan hibrit fonksiyoneller ile elde edilmiştir. Malzemelerin Seebeck katsayıları, elektriksel iletkenlikleri, elektronik termal iletkenlikleri, güç faktörleri, ZT değerleri genelleştirilmi¸s gradyan yaklaşımı kullanılarak çeşitli konsantrasyon ve taşıyıcı türlerine göre hesaplanarak mevcut hesap ve deneyler ile birlikte tartışılmıştır.

In this thesis, thallium based ternary chalcogenide materials are investigated for their thermoelectric performance. Electronic and thermoelectric properties of TlSbS2, TlSbSe2, TlSbTe2, TlBiS2, TlBiSe2, TlBiTe2 materials are calculated with and without spin-orbit coupling effect using density functional theory and generalized gradient approximation. By calculating total and partial density of states, the contributions to the valance and conduction bands from orbitals are presented. The seebeck coefficients, electrical conductivity, electronic thermal conductivity, power factors and the estimated ZT values are calculated and discussed with available experiments and calculations.