N- ve P-tip Katkılı Mg2Si1-xSnx Katı alaşımlarının termal iletkenliklerinin teorik calışması
| Autor: | Yelgel, Övgü Ceyda |
|---|---|
| Rok vydání: | 2017 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Volume: 21, Issue: 6 1221-1228 Sakarya University Journal of Science |
| ISSN: | 2147-835X |
| Popis: | Mg2Si1-xSnxsolid solutions are a promising class of thermoelectric materials due totheir high thermoelectric efficiencies atintermediate temperature range from 500 K to 800 K. Present study presents a theoreticalwork of the thermal conductivities of both n- andp-type doped Mg2Si1-xSnx solid solutions. Thethermal conductivity contributions arising from carriers (electrons or holes),electron-hole pairs, and phonons are taken into account separately by employingthe Wiedemann-Franz law, Price's theory, and Debye's isotropic continuum model,respectively. All phonon scattering mechanisms originate from crystalboundaries, mass-defects, deformation potentials, and anharmonicity areinvestigated rigorously for all solid solutions. The lowest total thermalconductivity values are obtained as 2.431 WK-1m-1 at 700K for n-type doped Mg2(Si0.4Sn0.6)0.98Bi0.02solid solution and 1.843 WK-1m-1 at 600 K forp-type doped Mg2(Si0.3Sn0.7)0.95Ga0.05solid solution which clearly suggest that p-type doped Mg2Si1-xSnxbased solid solutions are better candidates for the thermoelectricdevices than their n-type doped solid solutions. Mg2Si1-xSnx katıalaşımları yüksek termoelektrik verimlilikleri sebebiyle 500 K’den 800 K’ekadar olan orta sıcaklılık aralığı için umut vaadeden termoelektrikmateryallerdir. Bu çalışmada hem n- hem p-tip katkılı Mg2Si1-xSnxkatı alaşımlarının termal iletkenlikleri teorik olarak detaylıca incelenmesisunulmuştur. Taşıyıcılardan (elektronlar yada holler), elektron-holeçiftlerinden ve fononlardan kaynaklanan termal iletkenlik katkıları ayrı ayrıgöz önüne alınarak ve sırasıyla Wiedeman-Franz kanunu, Price’in teorisi, veDebye’nin izotropik sürekli modeli uygulanarak hesaplanmıştır. Bütün fononçarpışma mekanizmaları, kaynağı kristal sınırlarından, kütle bozukluklarından,bozunum potansiyellerinden ve anharmoniklikten olan katı alaşımların hepsi içineksiksiz bir şekilde incelenmiştir. En düşük toplam termal iletkenlik değerlerin-tip katkılı Mg2(Si0.4Sn0.6)0.98Bi0.02katı alaşım için 700 K’de 2.431 WK-1m-1 olarak, p-tipkatkılı Mg2(Si0.3Sn0.7)0.95Ga0.05katı alaşım için 600 K’de 1.843 WK-1m-1 olarakbulunmuştur buda açıkca öneriyor ki p-tip katkılı Mg2Si1-xSnxtabanlı katı alaşımlar n-tip katkılı katı alaşımlarından termoelektrik cihazlariçin daha iyi adaylardır. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|