19204

2164 دكتري

دكتري

ماده چگال

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1402

دوازده، 87ص. : مرور، جدول، نمودار

1402/11/18

كتابنامه

فيزيك

فيزيك

1402/11/18

23013185

در اين پايان نامه با استفاده از روش تنگابست، خواص ترموالكتريكي نانو حلقه فسفرين در حضور و عدم حضور ميدان مغناطيسي عمود بر نانو حلقه مورد محاسبه و تأثير اتصال رابط ها به صورت متقارن و پادمتقارن مورد بررسي قرار گرفته است. يافته هاي ما نشان مي دهد كه تقارن(پادتقارن) ساختارهاي نانويي طراحي شده ما، ويژگي هاي هندسي حلقه و ميدان مغناطيسي سه عامل مهم در كنترل خواص ترموالكتريكي آن ها مي باشند . نتايج ما نشان مي دهد كه وقتي نانو نوارهاي فسفرين با لبه هاي زيگزاگ به صورت پاد متقارن به حلقه هاي مستطيلي متصل مي شوند، يك گاف بزرگ در هدايت الكتروني به دليل از بين بردن سهم حالت هاي لبه اي ايجاد مي شود. اين باعث افزايش قابل توجهي در پاسخ ترموالكتريك نسبت به حالت نوارهاي زيگزاگ فسفرين خالص مي شود. به طور جذاب تر، مشاهده كرديم كه در اين حالت هدايت الكتريكي و فونوني حرارتي به طور قابل ملاحظه اي كوچكتر مي شوند و اين عامل منجر به بهبود قابل توجه در عدد شايستگي مي شود. علاوه بر اين، براي پيكربندي هاي اتصال نامتقارن به رابط هاي دسته صندلي، متوجه شديم كه اگرچه ضريب سي بك تقريباً حفظ مي شود، كاهش قابل ملاحظه در هدايت الكتريكي و حرارتي فونوني منجر به بهبود قابل توجهي در ضريب شايستگي مي شود. همچنين، محاسبات عددي ما نشان داد كه با تغيير شار مغناطيسي از طريق نانو حلقه ، افزايش چشمگيري در ضريب سي بك در نقطه ضدرزونانس مشاهده مي شود. ما قابليت تنظيم ضريب سي بك و امكان روشن و خاموش كردن پاسخ ترموالكتريكي با ميدان مغناطيسي را نشان داديم. نتايج ما نانو حلقه فسفرين را به عنوان ساختارهاي نانويي مناسبي براي كاربردهاي ترموالكتريكي پيشنهاد مي كند.

Using the tight-binding approach, we calculate the thermoelectric properties of phosphorene nanorings in the absence and presence of a perpendicular magnetic field and investigate the effect of symmetrically and asymmetrically positioned leads. Our findings indicate that the symmetry/asymmetry of our designed nanostructures, the geometrical characteristics of the ring, and the magnetic flux are three important factors in controlling their thermoelectric properties. Our results show that when zigzag phosphorene nanoribbons (ZPNRs) are coupled symmetrically/asymmetrically to rectangular rings, a large band gap is induced in the electronic conductance due to the suppression of the contribution of edge states. This gives rise to a remarkable increase in the thermopower response compared to the case of pristine ZPNRs. More intriguingly, we realized that the significantly smaller electronic thermal conductance and the reduced phonon thermal conductance of these phosphorenebased nanostructures result in a remarkable improvement in the figure of merit. Moreover, for asymmetric connection configurations with armchair-edged leads, we found that although the thermopower is almost intact, a remarkable reduction of the electronic and phononic thermal conductance leads to a notable improvement in the figure of merit. Also, our numerical calculations showed that by changing the magnetic flux through the nanoring, a drastic increase in the thermopower is observed near an antiresonance point. We demonstrate the tunability of the thermopower and the possibility to switch on and off the thermoelectric response with magnetic flux. Our results suggest phosphorene nanorings as promising candidate nanostructures for thermoelectric applications.

فرهاد فضيله

فرهاد شهبازي دستجرده

مجتبي اعلائي , روح الله فرقدان , محمد مرداني كراني