נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
אפיון התכונות התרמו-אלקטריות של סגסוגת גרמניום-טלוריד ביסמוט-טלוריד והשפעת אנאיזוטרופית של הסגסוגת על תכונות תרמו אלקטריות.
Melt-Spinned 𝐆𝒆_(𝟎.𝟗𝟔𝟐) 𝐁𝒊_(𝟎.𝟎𝟑𝟖) 𝐓𝒆_(𝟏.𝟎𝟓𝟕) Alloy Characterization and the Influence of its Anisotropy on Thermoelectric Properties
תקציר בעיברית
תרמו אלקטריות צוברת תאוצה כמקור לאנרגיה נקיה, המנצלת הפרשי טמפרטורות ליצירת חשמל. GeTe, הינו חומר תרמו אלקטרי מסוג p אשר השימוש בו מוגבל כתוצאה מריכוז נושאי מטען גבוה מידי. לשם כך הוא מסוגסג ביחד עם Bi_2 Te_3 התורם להורדת ריכוז נושאי המטען ולשליטה על הטקסטורה הכיוונית של החומר. הסגסוגת המתקבלת הינה בעלת תכונות תרמו אלקטריות אנאיזוטרופיות המתקבלות כתוצאה ממבנה קריסטלי רומבוהדרלי. מבנה זה בנוי מאטומים הקשורים זה לזה בקשרים קוולנטים וביחד יוצרים מבנה שכבתי. שכבות אלו קשורות בכיוון ציר c בקשרי וואן-דר וואלס חלשים, כאשר בכיוון ציר a האטומים מוחזקים על ידי קשרים קוולנטים בלבד. מאמר זה חוקר את ההשפעה של שלוש תדירויות סיבוב שנות בעת סנתוז הנתך Ge_0.962 Bi_0.038 Te_1.057 לפלייקים באמצעות מלט ספינר. מניתוח XRD ניתן לראות פיקים אופייניים למבנה רומבוהדרלי עם שוני בפיקים (0,0,3) ו-(2,2,0) בין התדירויות. פיקים אלו מצביעים על כיווניות הגביש. לאחר הכבישה החמה ניתן לראות שוני במורפולוגית החומר בין הכיוון המקביל לכיוון המאונך ביחס לציר הכבישה. מהתבוננות בתכונות התרמו אלקטריות ניתן לראות כי לכיוון המקביל התנגדות חשמלית גבוהה יותר מזו של הכיוון המאונך. זאת בשל המצאות קשרי ואן דר וואלס חלשים בכיוון ציר c. לעומת הזאת לכיוון המאונך הולכה תרמית נמוכה יותר מזו שבכיוון המקביל, זאת כתוצאה ממספר גבולות גרעין גבוה יותר. ZT מקסימלי התקבל בכיוון המאונך בכ-330 מעלות צלזיוס וערכו 1.96.
תקציר באנגלית
Thermoelectricity is gaining popularity as a clean energy source, converting temperature differences into electricity. GeTe, a p-type thermoelectric material, is limited in its applications due to high hole concentration. To address this, GeTe is alloyed with Bi_2 Te_3 to reduce hole concentration. The resulting alloy has anisotropic thermoelectric properties due to its crystal structure, which consists of strong covalently bonded atomic layers held together by weaker Van-der Waals bonds along the c-axis and strong covalent bonds along the a-axis. This study investigated the effects of different spinning frequencies on a meltspinned synthesized Ge_0.962 Bi_0.038 Te_1.057 ingot. XRD analysis confirmed the rhombohedral structure, with a change in the peak intensities influencing crystal directionality, (0,0,3) and (2,2,0). Hot-pressing resulted in distinct morphologies in parallel and perpendicular to the pressing direction. Observing thermoelectric properties, the parallel direction exhibited higher electrical resistivity due to weak Van der Waals bonds along the c-axis and strong covalent bonds along the a-axis, while the perpendicular direction showed lower thermal conductivity attributed to increased grain boundaries. highest ZT of 1.96 at around 330 °C in the perpendicular direction.