مطالعه نظري اثر تعداد استخلاف ژرمانيم و سيليكون در C20 كاسه‌اي بر خواص ترمو الكتريكي

امروزه با كاربرد گستردۀ مواد ترموالكتريك، توجه به مطالعۀ تئوريك خواص ترموالكتريكي اهميت خاصي دارد. در اين تحقيق با محاسبۀ ضريب سيبك Sو فاكتور شايستگيZ براي ساختارهاي كاسه اي شكل(n=15) C20nGen و C20nSin، سامانۀ ترموالكتريكيِ مناسب، پيش بيني گرديده است. محاسبات به روش كوانتومي در سطح محاسباتيLSDA/631G، انجام شده است. در اين ساختارها با افزايش دما ازk 278 تا 400k، ضريب سيبك در نيمرساناهاي نوع p كاهش و در نيمرساناهاي نوع n افزايش مي يابد. بزرگترين فاكتور شايستگي با مقدار 1.78 براي C19Ge1 در دمايk 278 و براي C17Si3 در دماي 400k با مقدار 1.03 نتيجه شده است. بنابراين ساختار C19Ge1 به عنوان نيمرساناي نوع p و C17Si3 به عنوان نيمرساناي نوع n با اختلاف دمائي بزرگتر را مي توان براي ساخت سامانۀ ترمو الكتريكي انتخاب نمود. ساختارهايِ C20nGen با تعداد استخلافِ n=1,2,5 بعنوان هر دو نوع نيمرساناي n و p و ساختارهايِ C20nSin با تعداد استخلاف n=3 وn=1,3 به ترتيب به عنوان نيمرساناي نوع n و نوع p، كه فاكتور شايستگي بزرگتر از يك دارند، را مي توان در ساخت سامانۀ ترموالكتريكي استفاده نمود.