بررسی ابتدا به ساکن خواص ساختاری، الکترونی و ترموالکتریکی بلور agsbse2

افزایش جهانیِ مصرف انرژی و رو به اتمام بودن منابع فسیلی کره زمین، دانشمندان را ترغیب به یافتن منابع جدید انرژی نموده است. امروزه، تبدیل مستقیم گرما به الکتریسیته با استفاده از مواد ترموالکتریک جدید به عنوان یک منبع ممکنِ انرژی تلقی میشود که میتواند در کاهش گرمای کره زمین نیز موثر واقع شود. با تعبیه مولدهای ترموالکتریک مناسب در اطراف لوله اگزوز خودرو، میتوان بخشی از این گرمای اتلافی را بازیافت و تبدیل به الکتریسیته مفید کرد که از آن در خنک سازی اتاقک خودرو و یا تأمین برق مورد نیاز یخچال آن استفاده میشود. چالش اساسی در زمینه ساخت این نوع مولدها، هزینه تولید و بازده مواد ترموالکتریک است. بازده یک مولد ترموالکتریک از طریق کمیتِ بدون بُعد ضریب بهره zt، با ? رسانندگی الکتریکی، ? ضریب سیبک، ? رسانندگی گرمایی کل و t دما در ارتباط میباشد. ترکیبات سه تایی کالکوژن دار agsbq2 (q= s, se ,te) یک گروه از مواد مورد علاقه برای ساخت قطعات ترموالکتریکی میباشند که به طور ذاتی دارای ضریب سیبک و رسانندگی الکتریکی بالا و رسانندگی گرمایی پایین میباشند و با اعمال آلایش به آنها میتوان این خواص را باز هم بهبود بخشید. به دلیل مشابه بودن خواص پراکندگی اتمهای ag و sb، محققان تاکنون بر اساس آزمایشهای پراش اشعه ایکس و نوترون، قادر به تعیین پیکربندی اتمی این سیستمها به طور دقیق نبوده اند. با این وجود، تمامی اندازه گیریها وجود یک ساختار بلوری مشابه نمک طعام را تأیید میکنند. از اینرو در این تحقیق پنج ساختار بلوری ممکن را در نظر میگیریم و خواص ساختاری، الکترونی و ترموالکتریکی بلور agsbse2 را با استفاده از محاسبات ابتدا به ساکن مورد بررسی قرار میدهیم. خواص ساختاری و الکترونی، در چارچوب نظریه تابعی چگالی و تقریب تبادلی-همبستگی gga-pbe، به روش شبه پتانسیل محاسبه می شود. بدین منظور، از کد pwscf از بسته محاسباتی quantum espresso که در آن از امواج تخت به عنوان پایه های بسطِ توابع موج تک ذره ایِ کوهن-شم استفاده میشود، بهره برده ایم. شبه پتانسیلهای مورد استفاده از نوع بارپایسته و نسبیتی اسکالر میباشند. برای یافتن ساختار پایدار بلور agsbse2 ، پارامترهای شبکه تعادلی، مدول حجمی و انرژی همدوسی، پنج ساختار بلوری ممکن را در نظر میگیریم. در گام بعد، خواص ترموالکتریکی ساختارهای مختلف در چارچوب نظریه ترابرد نیمه کلاسیک بولتزمن، با استفاده از کدهای wannier90 و boltztrap محاسبه و با مقادیر تجربی مقایسه میشوند. ز مقایسه مقادیر محاسبه شده رسانندگی الکتریکی و اندازه گیریهای تجربی، میتوان مقدار تقریبی زمان واهلش را تخمین زد.