افزایش بهره وری قطعات ترموالکتریک با استفاده از نانوساختارهای چاه کوانتومی

در این پایان نامه، کارایی تبدیل توان گرمایی به توان الکتریکی یا کمیت شایستگی در نانو ساختارهای دو بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است. در صورتی که بتوان به کمیت شایستگی بالایی دست یافت، ماده ای وجود خواهد داشت که بوسیله ی آن می توان گرما را به الکتریسیته تبدیل کرد، واضح است که به این ترتیب می توان از گرمای اتلافی به خوبی استفاده نمود. به این منظور، با حل معادله انتقال بولتزمن و تابع توزیع غیر تعادلی، ویژگی های ترموالکتریکی موثر بر کمیت شایستگی، مانند توان ترموالکتریکی (ضریب سی بک)، رسانندگی الکتریکی، رسانندگی گرمایی فونونی و رسانندگی گرمایی الکترونی محاسبه شده است. در تقریب زمان واهلش، با در نظر گرفتن زمان واهلش وابسته به انرژی به صورت ، ویژگی های ترموالکتریکی کادمیوم سولفید در حالات دو بعدی در حضور پراکندگی های ناشی از فونون آکوستیکی ، فونون اپتیکی و ناخالصی یونیزه به دست آمده است. در بررسی نتیجه، مشاهده گردید که کمیت شایستگی در پراکندگی ناخالصی یونیزه نسبت به پراکندگی های دیگر بیشتر است. علاوه برآن کمیت شایستگی بیسموت تلوراید با محاسبه ی نرخ پراکندگی فونونی با استفاده از قائده ی طلایی فرمی بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که کمیت شایستگی در حضور پراکندگی ناشی از فونون اپتیکی غیر قطبیده با دما افزایش یافته و در دمای k300 به حالت نهایی خود ، حدود0.9رسیده، در حالی که در حضور پراکندگی ناشی از فونون آکوستیکی در همین دما، به مقدار قابل توجه1.2 می رسد.