Akademik Veri Yönetim Sistemi
6. GTÜ Lisansüstü Araştırmalar Sempozyumu, Kocaeli, Türkiye, 1 - 02 Haziran 2022, ss.15
Grafite kademeli olarak B ve N katkılayarak BxC16-x-yNy bileşikleri elde edip bunların yapısal ve elektronik
özelliklerin yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile inceledik. B ve N atomu sayılarının eşit olduğu BxC16-2xNx
stokiyometrisindeki bileşikler yarı iletken karakter gösterirken diğerleri elektron fazlalığından veya azlığından
dolayı metalik özellik gösterir. Dünya çapında sürekli artan enerji tüketimi ve çevre kirliliği krizi, yüksek verimli,
yeşil enerji teknolojilerin geliştirilmesini mecbur kılmaktadır. Bu yeşil çözümlerden biri de termoelektrik
malzemelerdir. Termoelektrik malzemeler, ısı ve elektrik arasında çevre dostu bir dönüşüm sağlar. Burada ele
aldığımız sistemler gibi katmanlı yarı iletken malzemelerin iyi termoelektrik özellik sergilediği bilinmektedir.
Elde ettiğimiz bileşiklerden yarı iletken özellik gösteren BxC16-2xNx bileşikleri katmanlı yapıları sayesinde yüksek
durum yoğunlukları gösterdiklerinden bu bileşiklerin elektronik özelliklerine ek olarak termoelektrik özelliklerini
yarı-klasik Boltzmann taşıma teorisi kullanarak inceledik. Grafen katmanları bor ve azot ile sistematik olarak
değişen x değerlerinde katkılanarak elektronik bant yapıları, elektriksel iletkenlikleri(σ), Seebeck katsayıları(S)
ve liyakat figürleri(ZT) hesaplandı. C16, B1C14N1, B2C12B2, B3C10N3 için 300 K’de sırası ile elektriksel iletkenlik en
fazla 9-5-4-3,5 x 1018 (ohm-1m-1s-1), Seebeck katsayıları en fazla 155-400-1040-1300 (μVK-1) bulunmuştur. Katkı
ile elektriksel iletkenlik azalırken, Seebeck katsayısı artmıştır. Grafitin B ve N ile eşit oranlı katkılaması iletim ve
termoelektrik özellikleri modifiye etmek için etkili bir araçtır.
Anahtar Kelimeler: Grafen, Termoelektrik, Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi, Boltzman Taşıma Teorisi.