Ag8SnS6 ve Ag8SnSe6  argirodit bileşiklerinin elektronik, taşınım ve termoelektrik özelliklerinin temel ilkeler ile incelenmesi
Investigation of electronic,transport and thermoelectric properties of Ag8SnS6 and Ag8SnSe6 argyrodite compounds from first-principles
Yazar: ELİF FATMA GÜNGÖR
Danışman: PROF. DR. SERBÜLENT YILDIRIM ; DOÇ. DR. TANJU GÜREL
Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Termoelektrik sistemler çevre dostu ve yenilenebilir enerji özellikleriyle tercih
edilebilir sistemlerdir. Farklı avantajlarıyla termoelektrik enerji uygulamaları soğutma,
ısıtma, elektrik üretimi ve iklimlendirme gibi çeşitli alanlarda yaygınlaşma potansiyeli
vardır. Termoelektrik metaryellerin verimliliği yüksek elektriksel iletkenlik ve
Seebeck katsayısı ve düşük termal iletkenliğe sahip olması gerekmektedir. Aynı anda
tüm bu özelliklere sahip malzemeler çok az miktardadır. Ag8SnS6 ve Ag8SnSe6
malzemeleri düşük termal iletkenliğe sahip olduğu bilinen yüksek düzensizliğe sahip
yarı iletkenler olup elektronik taşınım özelliklerinden dolayı dikkat çekmektedirler. Bu
çalışmada Ag8SnS6 ve Ag8SnSe6 yarı iletkenlerin yapısal, elektronik ve termoelektrik
özellikleri temel ilke yöntemleriyle incelenmiş ve sonuçlar mevcut deneyler ile
karşılaştırılmıştır. Hesaplamalar yoğunluk fonksiyonel kuramı ve yarı-klasik
Boltzmann taşınım kuramı ile gerçekleştirilmiştir. Örgü sabitleri, hacim modülü,
elektronik bant yapıları, toplam ve kısmi durum yoğunlukları ve termoelektrik
katsayıları deneyden hiç bir parametre kullanılmadan hesaplanmıştır. Hesaplamalar
sonucu elde edilen ZT öngörüleri var olan n-tipi katkılanmış deneylerle uyumlu olup,
p-tipi katkılama yapıldığında ZT değerlerinin çok daha yüksek olacağı bulunmuştur.

Abstract:
Thermoelectric systems are preferable systems with environmental friendly and
renewable energy properties. Thermoelectric power applications with different
advantages have the potential to expand in various fields such as cooling, heating,
electricity generation and air conditioning. Thermoelectric materials must have high
electrical conductivity and high Seebeck coefficient and low thermal conductivity. Few
materials exists having all these features at the same time. Ag8SnS6 and Ag8SnSe6
materials are highly disordered semiconductors which are known to have low thermal
conductivity and attract attention due to their electronic transport properties. In this
study, structural, electronic and thermoelectric properties of Ag8SnS6 and Ag8SnSe6
semiconductors were examined from first principles calculations and the results are
compared with the available experiments. The calculations were carried out with
density functional theory and semi-classical Boltzmann transport theory. Lattice
constants, bulk modulus, electronic band structures, total and partial density of states
and thermoelectric coefficients were calculated without using any parameters from
the experiments. The predicted ZT are compatible with the existing n-type doped
experiments and it was found that the ZT values can be much higher when p-type
doping was performed.