Theoretical Study of Thermal Conductivities of n- and p-type Doped Mg2Si1-xSnx Thermoelectric Solid Solutions

Authors : Övgü Ceyda Yelgel

Pages : 1221-1228

Doi:10.16984/saufenbilder.292752

View : 21 | Download : 9

Publication Date : 2017-12-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Mg 2 Si 1-x Sn x katı alaşımları yüksek termoelektrik verimlilikleri sebebiyle 500 K’den 800 K’e kadar olan orta sıcaklılık aralığı için umut vaadeden termoelektrik materyallerdir. Bu çalışmada hem n- hem p-tip katkılı Mg 2 Si 1-x Sn x katı alaşımlarının termal iletkenlikleri teorik olarak detaylıca incelenmesi sunulmuştur. Taşıyıcılardan insert ignore into journalissuearticles values(elektronlar yada holler);, elektron-hole çiftlerinden ve fononlardan kaynaklanan termal iletkenlik katkıları ayrı ayrı göz önüne alınarak ve sırasıyla Wiedeman-Franz kanunu, Price’in teorisi, ve Debye’nin izotropik sürekli modeli uygulanarak hesaplanmıştır. Bütün fonon çarpışma mekanizmaları, kaynağı kristal sınırlarından, kütle bozukluklarından, bozunum potansiyellerinden ve anharmoniklikten olan katı alaşımların hepsi için eksiksiz bir şekilde incelenmiştir. En düşük toplam termal iletkenlik değerleri n-tip katkılı Mg 2 insert ignore into journalissuearticles values(Si 0.4 Sn 0.6 ); 0.98 Bi 0.02 katı alaşım için 700 K’de 2.431 WK -1 m -1 olarak, p-tip katkılı Mg 2 insert ignore into journalissuearticles values(Si 0.3 Sn 0.7 ); 0.95 Ga 0.05 katı alaşım için 600 K’de 1.843 WK -1 m -1 olarak bulunmuştur buda açıkca öneriyor ki p-tip katkılı Mg 2 Si 1-x Sn x tabanlı katı alaşımlar n-tip katkılı katı alaşımlarından termoelektrik cihazlar için daha iyi adaylardır.
Keywords : termoelektrik materyaller, termal iletkenlik, fonon termal iletkenlik