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@PhDThesis{Costa:2015:EfTeLi,
               author = "Costa, V{\^a}nia Aparecida da",
                title = "Efeitos termoel{\'e}tricos em ligas e nanoestruturas de 
                         semicondutores IV-VI",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2015",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2015-02-26",
             keywords = "materiais termoel{\'e}tricos, teluretos de chumbo, semicondutores 
                         (materiais), coeficientes de transporte, coeficiente Seebeck, 
                         thermoeletric materials, lead tellurides, semiconductor 
                         (materials), transport coefficients, Seebeck coefficient.",
             abstract = "Este trabalho apresenta um estudo te{\'o}rico das propriedades 
                         termoel{\'e}tricas de ligase nanoestruturas de semicondures 
                         IV-VI. Estes materiais t{\^e}m sido muito estudados por 
                         possu{\'{\i}}rem altos valores de figura de m{\'e}rito e por 
                         suas nanoestruturas (superredes, fios e po{\c{c}}os 
                         qu{\^a}nticos) apresentarem possibilidades na melhora da resposta 
                         termoel{\'e}trica. Dentre os modelos te{\'o}ricos desenvolvidos 
                         at{\'e} o momento, pode-se observar que ainda n{\~a}o foi 
                         poss{\'{\i}}vel modelar quantitativamente os coeficientes 
                         mensurados e nem determinar o principal mecanismo respons{\'a}vel 
                         pela resposta termoel{\'e}trica. Para contribuir nessa {\'a}rea, 
                         foram estudados os coeficientes de transporte de ligas 
                         \emph{Pb\$_{1-x}\$Sn\$_{x}\$Te}, fios qu{\^a}nticos e 
                         super-redes de \emph{PbTe}. Partindo do modelo \emph{k . p}, 
                         conhecido como modelo de Dimmock, foi calculada a estrutura de 
                         bandas incluindo efeitos de n{\~a}o parabolicidade, anisotropia e 
                         m{\'u}ltiplos vales. Os coeficientes de transporte do 
                         \emph{bulk} e super-rede foram calculados dentro do formalismo 
                         semicl{\'a}ssico que utiliza a solu{\c{c}}{\~a}o da 
                         equa{\c{c}}{\~a}o de Boltzmann na aproxima{\c{c}}{\~a}o do 
                         tempo de relaxa{\c{c}}{\~a}o. No caso do fio qu{\^a}ntico, foi 
                         utilizado o formalismo de Landauer, onde os coeficientes de 
                         transporte s{\~a}o dados em termos da probabilidade de 
                         transmiss{\~a}o de el{\'e}trons em movimento bal{\'{\i}}stico 
                         entre contatos representados por reservat{\'o}rios em 
                         equil{\'{\i}}brio. Com base na an{\'a}lise das 
                         varia{\c{c}}{\~o}es de temperatura, concentra{\c{c}}{\~a}o de 
                         portadores, percentual de estanho do \emph{bulk}, geometria e 
                         par{\^a}metros das nanoestrururas, foram discutidos os mecanismos 
                         para o aumento da efici{\^e}ncia termoel{\'e}trica destes 
                         materiais. Os resultados indicam que o modelo utilizado para o 
                         \emph{bulk} possui um bom acordo com a experi{\^e}ncia e que o 
                         aumento de estanho em ligas \emph{Pb\$_{1-x}\$Sn\$_{x}\$Te} 
                         melhoraos valores de figura de m{\'e}rito. Um fator de ganho foi 
                         introduzido para avaliar a resposta termoel{\'e}trica devido 
                         {\`a} altera{\c{c}}{\~a}o na dimensionalidade e empacotamento 
                         de nanoestruturas no interior de um \emph{bulk} 3D finito. 
                         Altera{\c{c}}{\~o}es na efici{\^e}ncia termoel{\'e}trica de 
                         super-redes IV-VI podem ser obtidas explorando a sua anisotropia o 
                         que implica em novas possilibidades de aplica{\c{c}}{\~a}o em 
                         dispositivos termoel{\'e}tricos. ABSTRACT: This work presents a 
                         theoretical study of thermoelectric properties of IV-VI 
                         semiconductor alloys and nanostructures. These materials have a 
                         been widely studied because they have high figure of merit and 
                         their nanostructures (superlattices, quantum wires and quantum 
                         wells) are able to improving the thermoelectric response. The 
                         theoretical models, developed until now, either have not been able 
                         to model quantitatively the measured coefficients and neither to 
                         determine the main mechanism responsible for thermoelectric 
                         performance. To contribute in this area, the transport 
                         coefficients of \emph{Pb\$_{1-x}\$Sn\$_{x}\$Te} alloys, 
                         quantum wires and \emph{PbT} e superlattices were studied. From 
                         \emph{k . p} model, known as Dimmock model, it was calculated the 
                         band structure including non parabolicity, anisotropy and multiple 
                         valleys effects. The bulk transport coefficients and superlattice 
                         were calculated within the semiclassical formalism which uses the 
                         Boltzmann equation solution in the relaxation time approximation. 
                         In the quantum wire case, it was used the Landauer formalism, 
                         where the transport coefficients are given in terms of the 
                         transmission probability of electrons in the ballistic regime, 
                         between contacts represented by reservoirs in equilibrium. Based 
                         on the analysis of temperature variations, carrier concentration, 
                         percentage of tin percentage in bulk, geometry and parameters of 
                         nanostructures, were discussed the mechanism to increase the 
                         thermoelectric efficiency of these materials. The results indicate 
                         that the model used for the bulk has a good agreement with the 
                         experiment and the increase of tin in 
                         \emph{Pb\$_{1-x}\$Sn\$_{x}\$Te} alloys increase the figures 
                         of merit values. A gain factor has been introduced to study the 
                         thermoelectric performance due to changes in dimensionality and 
                         nanostructures packaging within a finite-3D bulk. Changes in the 
                         thermoelectric efficiency of IV -VI superlattices can be obtained 
                         exploiting its anisotropy, this implies new possilibidades of 
                         application in thermoelectric devices.",
            committee = "Silva, Erasmo Assump{\c{c}}{\~a}o de Andrada e 
                         (presidente/orientador) and Granato, Enzo and Rappl, Paulo 
                         Henrique de Oliveira and Dacal, Luis Carlos Ogando and Sipahi, 
                         Guilherme Matos",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Thermoelectric effects in IV-VI semiconductors alloys and 
                         nanostructures",
             language = "pt",
                pages = "124",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3HRTM45",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3HRTM45",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "04 dez. 2020"
}


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