بررسی نظری ویژگی‌های الکترونی و ترموالکتریکی ترکیب Sb1-xAxNSr3، A=P, As, Bi

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک دانشگاه شهید چمران اهواز

2 گروه فیزیک، دانشکدۀ علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 دانشگاه

چکیده

در این مقاله ویژگی‌های الکترونی و ترموالکتریکی Sb1-xAxNSr3 به ازاء P، As و Bi مورد بحث و بررسی قرار گرفت. محاسبات در چارچوب نظریه تابعی چگالی و روش شبه‌پتانسیل با امواج تخت انجام شد. جهت محاسبات پتانسیل تبادلی- همبستگی از تابعی هیبریدی HSE استفاده شد. نتایج محاسبات الکترونی نشان داد اتم‌های P و As به میزان اندکی گاف نواری را افزایش و اتم Bi آن‌را کاهش می‌دهد. ویژگی‌های ترموالکتریکی از قبیل ضریب سیبک، رسانندگی الکتریکی و رسانندگی گرمایی در سه دمای 300، 500 و 700 کلوین محاسبه شدند. پاسخ رسانندگی الکتریکی هر اتم ناخالصی در هر سه دما تقریباً یکسان است. رسانندگی گرمایی الکترونی محاسبه شده نشان داد که با افزایش دما رسانندگی گرمایی افزایش می‌یابد. ضریب سیبک برای هر سه ناخالصی، در دمای اتاق مقادیر بیش‌تری نسبت به دیگر دماها داشت. بیشینۀ ضریب سیبک Sb1-xPxNSr3 بیش‌تر از دیگر ناخالصی‌ها به دست آمد.

ویژگی‌های ترموالکتریکی از قبیل ضریب سیبک، رسانندگی الکتریکی و رسانندگی گرمایی در سه دمای 300، 500 و 700 کلوین محاسبه شدند. پاسخ رسانندگی الکتریکی هر اتم ناخالصی در هر سه دما تقریباً یکسان است. رسانندگی گرمایی الکترونی محاسبه شده نشان داد که با افزایش دما رسانندگی گرمایی افزایش می‌یابد. ضریب سیبک برای هر سه ناخالصی، در دمای اتاق مقادیر بیش‌تری نسبت به دیگر دماها داشت. بیشینۀ ضریب سیبک Sb1-xPxNSr3 بیش‌تر از دیگر ناخالصی‌ها به دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Theoretical investigation of the electronic and thermoelectric properties of Sb1-xAxNSr3, A=P, As, Bi

نویسندگان [English]

  • Hamdollah salehi 1
  • N.Mousavinezhad N.Mousavinezhad 2
  • P. Amiri 3
1 Department of physics
2 Department of Physics, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده [English]

In this paper, the electronic and thermoelectric properties of Sb1-xAxNSr3, A=P, As, and Bi has been investigated. The calculations were done within density functional theory and using pseudo-potential method with plane wave. HSE hybrid functional was used for exchange correlation potential. The electronic results showed that band gap increases by doping P and As atoms and decreases by doping Bi atom. The seebeck coeficient, electrical conductivity and electronic thermal conductivity were calculated in three temperatures of 300, 500 and 700 K. The response of electrical conductivity had similar behavior in three themperature for all imurities. The electronic thermal conductivity increases with temperature. Seebeck coefficient in the room temperature were obtained higher than that of other temperaturs. The maximum Seebeck coefficient of Sb1-xAxNSr3 was higher than that of others.

In this paper, the electronic and thermoelectric properties of Sb1-xAxNSr3, A=P, As, and Bi has been investigated. The calculations were done within density functional theory and using pseudo-potential method with plane wave. HSE hybrid functional was used for exchange correlation potential. The electronic results showed that band gap increases by doping P and As atoms and decreases by doping Bi atom. The seebeck coeficient, electrical conductivity and electronic thermal conductivity were calculated in three temperatures of 300, 500 and 700 K. The response of electrical conductivity had similar behavior in three themperature for all imurities. The electronic thermal conductivity increases with temperature. Seebeck coefficient in the room temperature were obtained higher than that of other temperaturs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • DFT
  • SbNSr3
  • seebeck coefficient
  • Thermal conductivity
  • Electrical conductivity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 17 مهر 1400
  • تاریخ دریافت: 07 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری: 17 مهر 1400
  • تاریخ پذیرش: 17 مهر 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 17 مهر 1400