Tìm hiểu về vật liệu nhiệt điện và khảo sát đặc tính chuyển đổi nhiệt điện của vật liệu chalcogenide

Abstract

Trong bối cảnh nhu cầu sử dụng năng lượng sạch và bền vững ngày càng gia tăng, vật liệu nhiệt điện được xem là một hướng nghiên cứu tiềm năng nhờ khả năng chuyển đổi trực tiếp nhiệt năng thành điện năng. Trong số các vật liệu nhiệt điện hiện nay, các hợp chất chalcogenide của thiếc như SnS và SnSe được quan tâm đặc biệt do có hiệu suất nhiệt điện cao, giá thành thấp, nguồn nguyên liệu dồi dào và ít độc hại.

Đề tài tập trung tìm hiểu cơ sở lý thuyết về vật liệu nhiệt điện, các hiệu ứng nhiệt điện Seebeck và Peltier, tính dẫn điện và dẫn nhiệt của chất bán dẫn. Bên cạnh đó, đề tài nghiên cứu phương pháp tính toán phiếm hàm mật độ (DFT) và phương trình vận chuyển Boltzmann nhằm khảo sát các đặc tính điện tử và nhiệt điện của vật liệu SnS và SnSe.

Thông qua việc sử dụng các phần mềm mã nguồn mở Quantum ESPRESSO, BoltzTraP và VESTA, đề tài tiến hành tính toán cấu trúc vùng năng lượng, hệ số Seebeck và độ dẫn điện của hai vật liệu trên. Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ đặc tính nhiệt điện của SnS và SnSe, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các vật liệu nhiệt điện hiệu suất cao phục vụ các ứng dụng chuyển đổi năng lượng sạch trong tương lai.