بررسی خواص الکترونی و ترموالکتریکی نانوساختارهای پنج ضلعی تک لایه C2B4 و C4B2 با استفاده از اصول اولیه

در این مطالعه، خواص الکترونی و ترموالکتریکی نانوساختارهای تک لایه C2B4 و C4B2 با استفاده از محاسبات اصول اولیه، مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا، به محاسبه ساختار نواری و چگالی حالت های الکترونی بر پایه نظریه تابعی چگالی (DFT) و استفاده از بسته محاسباتی کوانتوم- اسپرسو (QE)، خواهیم پرداخت. مقدار گاف نواری برای C2B4 و C4B2 به-ترتیب 0/43 (گاف مستقیم) و 1/45 (گاف غیر مستقیم) الکترون ولت به دست آمدند. سپس، با استفاده از انرژی الکترونی محاسبه شده، ضرایب ترابردی ترموالکتریکی از جمله ضریب سیبک، رسانندگی الکتریکی، رسانندگی گرمایی الکترونی، ضریب عامل توان و کمیت بدون بعد ضریب ارزشی ZT را با استفاده از معادله ترابردی نیمه کلاسیکی بولتزمن در تقریب زمان واهلش و در بسته محاسباتی BoltzTraP به دست می آوریم. نتایج محاسبه شده خواص ترابردی تقریبا همسانگرد برای هر دو نانوساختار را نشان می دهند. به ویژه، نانو ساختار C2B4 در مقایسه با C4B2، عملکرد نسبی برجسته ی ترموالکتریکی را نمایش می دهد. همچنین، ضریب سیبک و ضریب ارزشی برای C2B4 در غلظت حامل ها و ناحیه دمایی مورد مطالعه از C4B2، بزرگ-تر است، به طوری که مقدار ضریب سیبک و ضریب ارزشی برای نوع p حامل ها و در دمای اتاق به ترتیب برای C2B4،1765 V/Kµ و1/02 و برای C4B2، 216 V/Kµ و 0/81 به دست آمدند.