العلاقة بين السلوكيات الكهربائية وتعاطي المواد في الأجهزة الحرارية

غير أن العلاقة ليست متتالية إلى أجل غير مسمى، ففي مستويات التكثيف العالية جداً، تتآمر عدة آليات للحد من زيادة عدد الأفراد بل وعكس الاتجاه، كما أن تفرق الشوائب يغلب عليه، ويقلل بشدة من قدرة الناقلين على التنقل، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن بلوغ الحد الأقصى للضعف في عدد الدول، مما يحد من المراحل الثانوية أو من التباطؤ في تشكيل مراكز إضافية للتكاثر، ويمكن أن يؤدي إلى تدهور القدرة على الاتصال الكهربائي.

والنتيجة هي " منحنى " لكل مادة: فالزيادات الأولية في التعاطي تولد مكاسب قوية في السلوك، ولكن في نهاية المطاف يتم الوصول إلى لوحة أو حد أقصى، كما أن تحديد هذه الآليات المثلى - حيث تكون [الخط الفارغ] [الخط الفاتر: 1] عالية بينما ] لا يزال يمثل تحدياً رئيسياً في التصميم النسبي.

الأداء الأمثل لعلم حرائق الحرارة: دور الشكل

[FLT] conductivity does not exist in isolation. Thermoelectric efficiency is captured by the dimensionless figure of merits Z

At the deminator of ZT-thermal conductivity - is also affected by doping. Increased electrical conductivity comes with a higher electronic contribution to thermal conductivity (via the Wiedemann-Franz law, accounted()[FLT:] doLT:]e[Fping:3]

(أ) Pisarenko relation] - التي تربط S بتركّز الناقل من خلال كثافة الدول، توفر إطاراً نظرياً للتنبؤ بمستوى الترشيد الأمثل.() وبالنسبة لمواد معينة، يمكن للمرء أن يحسب تركيز الناقل الذي يُحدّد أقصى درجة من التركيز في هذا النوع `4` من خلال الموازنة هذه الاتجاهات المنافسة().

استراتيجيات عملية للتعاطي في المواد ذات الصبغة الحرارية المشتركة

وقد تم تطوير مجموعة متنوعة من مركبات كهرباء الحرارة، وكل منها له نهج مصممة خصيصاً لرسم النواحي، وفيما يلي أمثلة نموذجية توضح كيفية التحكم في السلوك الكهربائي عن طريق التدوير المادي.

Bismuth Telluride (Bi₂Te₃])

Bi₂]Te₃ is the workhorse of room-temperature thermoelecivitys. For p-type doping, antimony (Sb) is substituted on bismuth sites; for ntype doping, selenium (Seod) replacesur

Lead Teuride (PbTe)

ويتحقق التكتل الحراري التقليدي في منتصف المدة (500-900 كاف). ويتحقق التكتل من نوع الصوديوم (نا) أو الهاليوم (Tl)، بينما يستخدم المنشطات غير المؤثرة اليودين (I) أو البسيموث (Bi).

Skutterudites

Skutterudites (e.g., CoSb₃) feature large cages that can be filled with guest atoms such as rare earth elements (Ce, Yb, Ba).

نصف مركب الهزلر

نصف المحار (مثل تينيسن، زرنيسن) قوي آلياً ومستقرة حرارية، مما يجعلها جذابة لتوليد الطاقة العالية الحرارة، ومن الطبيعي أن تكون تركيزات ناقلات منخفضة؛ وتكثيف عناصر مثل Sb, Ta, or V (for n-type) و(c, Y, or Ti (for p-typeivity)

تين سيلينيد (سنسي)

وقد اكتسبت شركة سنسي مؤخراً اهتماماً لمدى نشاطها الحراري في منطقة التلال المنخفضة، وسجلت رقم ZT ⁇ 2.6 في 923 K في بلورات واحدة، وينطوي تعاطي النسيج مع الصوديوم (نا) أو الفضة (أغ) على فتحات ويزيد من السلوك الكهربائي على طول نظام " باكسس " ، غير أن الخصائص الأنسوتروبيكية تعني أن الهيمنة والسلوكية تعتمدان على الوجه الأمثل.

Advanced Doping Techniques to Overcome Limitations

ونظراً لأن التغليف البديل التقليدي يصل إلى حدوده، وضع الباحثون استراتيجيات متطورة لإلغاء تركيز الناقلين من التنقل.

تعديل

وفي مجال التكسير، تفصل ناقلات الشحنات من الذرات التي توفرها، ومن النهج المشترك أن تُدرج النقاط الكمية أو النانواتية في موصل نصفي مثقف في مصفوفة من نفس المادة، وقد أظهر الناقلون تسرب عوامل الإنتاج في المصفوفة، حيث يعانون من تقلب في الارتداد في الارتداد لأن الافتراضات المتعلقة بالسلوكيات لا تزال مقتصرة على الازدياد.

دلتا Doping

(د) تُحدث مُخدرات لطائرة ذرية واحدة داخل المواد، وتدخل الناقلات الطبقات المتاخمة وتنتقل إلى قناة عالية الحركة، وقد استخدمت جرعة الدلتا في التصفيات الحرارية ذات الرش النحيل، مثل هياكل PbTe/PbSe، لتعزيز السلوك مع الحفاظ على معامل سيبيك.

تكوين المحارين والحلول الصلبة

Creating solid solutions (e.g., Bi₂]Te₃-Sb₂Te_{3[ band-Foys]:7])}

تركيبة النانو مدمجة مع دوبنغ

إن التكوينات المولدة للبنات أو الإدراجات على نطاق النانوترات تؤدي إلى العديد من الحدود الحضارية التي تحطم مدافع من منتصف إلى الموجات الطويلة، ويمكن للمرء، عند اقترانه بغطاء ثقيل، أن يحقق في نفس الوقت تركيزا عاليا على الناقلات وسلوكاقل حرارية منخفضة، والعامل الرئيسي هو ضمان ألا تؤدي الحدود إلى تحطيم ناقلات شحن شديدة.

التحديات والاتجاهات المستقبلية في مجال مقاييس الحرارة

ورغم التقدم الذي أحرز منذ عقود، لا تزال هناك عدة تحديات أساسية. Dopant solubility] في حالة العداء محدودة في كثير من الأحيان؛ فتجاوز هذا الحد يؤدي إلى مراحل ثانوية تتدهور الأداء، وعلاوة على ذلك، فإن القابلية للذوبان نفسها تعتمد على درجة الحرارة، بمعنى أن الهيمنة المثلى عند درجة الحرارة التوليفية قد لا تكون التفاؤل عند درجة الحرارة التشغيلية:

وثمة تحد آخر هو تطابق التصميم الإلكتروني والحراري .() ومن الناحية المثالية، ينبغي أن تزيد عملية التكديس من القدرة على التصريف الكهربائي إلى أقصى حد مع الحد في الوقت نفسه من السلوك الحراري في البطيخ، وبعض المجارير، مثل العناصر الأرضية النادرة في السمعيات الاصطناعية، تؤدي دورا مزدوجا من جانب ناقلات التبرع وتشغلها في " زهور الرش " .