p181. بهينه سازي خواص ترموالكتريكي نانولوله هاي كربني در حضور نقص تهي‎جاي

Enhancement of thermoelectric properties of carbon nanotubes in the presence of vacancy defect

خواص ترموالكتريكي نانولوله‎هاي كربني تك‎ديواره در حضور نقص تهي‎جاي در ناحيه پراكندگي سيستم به‏صورت نظري مورد بررسي قرار گرفت. براي محاسبه خواص الكتروني و فونوني به‎ترتيب از روش تنگ‎بست و ثابت‎ نيروي چهار نزديك‎ترين همسايه، و همچنين براي بررسي خواص ترابردي‎شان از روش تابع گرين غيرخطي و فرمول‎بندي ترابردي لاندائو-بوتيكر استفاده شد. نتايج نشان مي‎دهد كه نقص تهي‎جاي در ناحيه پراكندگي به‎طور محسوسي ضريب عبور الكتروني و فونوني را تحت تاثير قرار مي‎دهد. حضور تهي‏جاي ترابرد فونوني را مختل كرده و سبب كاهش رسانندگي گرمايي سهم فونوني مي‎شود. از طرفي، كاهش رسانندگي گرمايي منجر به بهبود كارايي ترموالكتريكي سيستم و در نتيجه كاهش مصرف انرژي مي‎شود. علاوه‎براين، نشان داده شد كه كاهش قطر نانولوله، گاف ضريب عبور الكتروني را افزايش داده كه منجر به افزايش ضريب سيبك و بهبود كارايي ترموالكتريكي مي‎شود.

Thermoelectric properties of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) were investigated theoretically in the presence of vacancy defect in the scattering region of system. The tight-binding and the fourth-nearest neighbor force-constant method was used to compute the electron and phonon properties, and also to investigate the transmission properties was used the non-equilibrium Green’s function method and the Landauer-Butticker transport formalism. The results show that the vacancy defect in SWCNTs significantly affects the electronic and phononic transmission coefficients. The presence of vacancy disturbs the phononic transport and reduces the phonon contribution to the thermal conductivity. On the other hand, the reduction of thermal conductivity lead to improve the thermoelectric efficiency of system and thus reduce energy consumption. In addition, it was shown that the decrease of the nanotube diameter increases the electronic transmission gap, which leads to an increase in the Seebeck coefficient, thereby improve the thermoelectric efficiency.