The Electronic and Thermoelectric Properties of Si1-xVx Alloys from First Principles

Amall Ahmed Ramanathan; Jamil Mahmoud Khalifeh

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자료유형: 학술저널

저자정보: Amall Ahmed Ramanathan Jamil Mahmoud Khalifeh

저널정보: 한국현미경학회 한국현미경학회지 한국현미경학회지 제47권 제3호

발행연도: 2017.1

수록면: 105 - 109 (5page)

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The effect of temperature and vanadium metal concentration on the electronic and thermoelectric properties of Si in the diamond cubic structure has been investigated using a combination of density functional theory simulations and the semi classical Boltzmann’s theory. The BotzTrap code within the constant relaxation time approximation has been used to obtain the Seebeck coefficient and other transport properties of interest for alloys of the structure Si1-xVx, where x is 0, 0.125, 0.25, 0.375, and 0.5. The thermoelectric properties have been extracted for a temperature range of 300 K to 1,000 K. The general trend with V atom substitution for Si causes the Seeback coefficient to increase and the thermal conductivity to decrease for the various alloys. The optimum values are for Si5V3 and Si4V4 alloys for charge carrier concentrations of 1021 cm–3 in the mid temperature range of 500~800 K. This is a very desirable effect for a promising thermoelectric and the figure of merit ZT approaches 0.2 at 600 K for the p-type Si5V3 alloy.

#Thermopower #Si #Thermal conductivity #Vanadium #Local density approximation

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Arita Y / 2001 / Thermoelectric properties of Rh-doped Ru2Si3prepared by floating zone melting method / J. Nucl. Mater 294 : 202 ~

Bell L E / 2008 / Cooling, heating, generating power, and recovering waste heat with thermoelectric systems / Science 321 : 1457 ~ 1461

Biswas K / 2012 / High performance bulk thermoelectrics with all-scale hierarchical architectures / Nature 489 : 414 ~ 418

Gonze X / 2005 / A brief introduction to the ABINIT software package Zeit / Kristallogr 220 : 558 ~ 562

Gu J-J / 2002 / Crystal structure and thermoelectric properties of ReSi1.75 silicide / MRS Proc 753 : 501 ~

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