Estudo Ab initio de propriedades físico-químicas de matérias termoelétricos calcogenetos de baixa condutividade térmica do tipo Cu 1-x Ag x YZ 2 (Y = Ga, In; Z = S, Se, Te)

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Uebe, Gabriel de Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Química - Mestrado Profissional
• Palavras-chave em Português: DFT; Termoeletricos; Calcopirita; Física da Matéria Condensada
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31256

Atualmente, os termoelétricos atraem uma atenção cada vez maior por serem capazes de converter diretamente calor em energia elétrica, destacando como fonte de energia limpa. O desempenho desse dispositivo é determinado pela sua figura de mérito (ZT), definida como ZT = σS2T/κ Tot , onde, σ, S, T e κ Tot denotam a condutividade elétrica, coeficiente de Seebeck, temperatura de trabalho em Kelvin e a condutividade térmica total, respectivamente. Materiais termoelétricos com alto valor de ZT demandam alta condutividade elétrica e baixa condutividade térmica. Contudo, a condutividade elétrica, o coeficiente de Seebeck e condutividade térmica estão intimamente relacionados, impondo dificuldades para a obtenção de materiais termoelétricos de alto rendimento. Uma estratégia eficaz para melhorar o desempenho é utilizar de uma engenharia de bandgap, através de técnicas de dopagem, confinamento quântico, entre outras, de modo a aumentar o valor ZT. Além disso, atualmente existe uma busca por materiais termoelétricos, que apresentem baixa condutividade térmica, destacando os calcogenetos ternários e quaternários. Neste sentido, este trabalho apresenta um estudo teórico, através de cálculos de primeiros princípios (ab initio) e baseado na Teoria do Funcional da Densidade (Density Functional Theory - DFT), das propriedades estruturais, eletrônicas e termoelétricas de calcogenetos do tipo Cu 1−x Ag x YZ 2 (Y = Ga, In; Z = S, Se, Te). Suas propriedades termoelétricas foram estudadas através da teoria de Boltzmann na aproximação do tempo de relaxação e da banda rígida. Observou-se que os parâmetros de rede possuem comportamento de crescimento linear com relação ao aumento da concentração x do átomo de prata. Além disso, os resultados teóricos para as propriedades termoelétricas mostraram boa concordância com medidas experimentais para intervalos específicos de temperatura. Palavras-chave: Termoelétricos. Calcogenetos. Primeiros princípios.