بررسي خواص الكتروني و ترموالكتريكي نانوساختارهاي پنج ضلعي تك لايه C2B4 و C4B2 با استفاده از اصول اوليه

در اين مطالعه، خواص الكتروني و ترموالكتريكي نانوساختارهاي تك لايه C2B4 و C4B2 با استفاده از محاسبات اصول اوليه، مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا، به محاسبه ساختار نواري و چگالي حالت‌هاي الكتروني بر پايه نظريه تابعي چگالي (DFT) و استفاده از بسته محاسباتي كوانتوم اسپرسو (QE)، خواهيم پرداخت. مقدار گاف نواري براي C2B4 و C4B2 بهترتيب 0/43 (گاف مستقيم) و 1/45 (گاف غير مستقيم) الكترون ولت به‌دست آمدند. سپس، با استفاده از انرژي الكتروني محاسبه شده، ضرايب ترابردي ترموالكتريكي از جمله ضريب سيبك، رسانندگي الكتريكي، رسانندگي گرمايي الكتروني، ضريب عامل توان و كميت بدون بعد ضريب ارزشي ZT را با استفاده از معادله ترابردي نيمه كلاسيكي بولتزمن در تقريب زمان واهلش و در بسته محاسباتي BoltzTraP به‌دست مي‌آوريم. نتايج محاسبه شده خواص ترابردي تقريباً همسانگرد براي هر دو نانوساختار را نشان مي‌دهند. به‌ويژه، نانو ساختار C2B4 در مقايسه با C4B2، عملكرد نسبي برجسته‌ي‌ ترموالكتريكي را نمايش مي‌دهد. همچنين، ضريب سيبك و ضريب ارزشي براي C2B4 در غلظت حامل‌ها و ناحيه دمايي مورد مطالعه از C4B2، بزرگتر است، به‌طوري‌كه مقدار ضريب سيبك و ضريب ارزشي براي نوع p حامل‌ها و در دماي اتاق به‌ترتيب براي C2B4،1765 V/Kµ و1/02 و براي C4B2، 216 V/Kµ و 0/81 به‌دست آمدند.