P19. بررسي نظري وابستگي دمايي ضريب شايستگي ترموالكتريك در سيستم هاي كم بعد نيمرساناي Bi2Te3

Theoretical investigation of temperature dependent thermoelectric figure of merit in low dimensional semiconductor system of Bi2Te3

در اين پژوهش، محاسبات نظري مبني بر وابستگي دمايي ضريب شايستگي ترموالكتريك در ساختارهاي كم بعد نيمرساناي بيسموت تلورايد بر اساس چگالي حالت ها براي سيستم هاي كوانتمي به كار گرفته شده، گزارش شده است. از آنجايي كه اين نوع محاسبات بازده واقعي قطعات ترموالكتريك را پيش بيني نميكنند، اما مي توان به كمك اين نوع محاسبات رفتار كوانتمي وابسته به دما و اندازه نانوساختارهاي نيمرسانا را توصيف كرد. نتايج محاسبات و بررسي رفتار نشان ميدهد كه تفاوت ميان اندازه هاي نانومتري مختلف، در نانوساختارهاي نيمرسانا در يك قطعه ترموالكتريك از محدود شدن حامل هاي بار كوانتمي در ابعاد كوانتمي و انداره هاي نانومتري محدود شده ناشي مي شوند. در اين مقاله يك مطالعه مقايسه اي بر روي قطعه ترموالكتريك و نقش اندازه و بعد ذرات در اين نوع قطعات است كه با كاهش ابعاد و اندازه ضريب شايستگي ترموالكتريك افزايش مي يابد.

In this paper, detailed calculations have been applied to low-dimensional semiconductor bismuth telluride materials in order to calculate size and temperature dependence ofthermoelectric figure of merit (ZT), based on density of states for quantum systems. While these calculations do not predict the actual efficiency of the device, they may serve as a guide to describe the quantum mechanical behavior of temperature and size dependent of these semiconductor nanostructures. The results of analyses indicate that the difference between various nanometer sizes and dimensions in semiconductor nanostructures of thermoelectric device originated from quantum confinement of charge carriers in quantum dimensions and limited nanometer sizes. In order to improve thermoelectric efficiency, the size and dimension will be optimized. The comparative study of thermoelectric device improvements revealed an important role of size and dimension of thermoelectric materials for the increased thermoelectric figure of merit (ZT).