Highly Thermoelectric Efficient Armchair Silicene Nanoribbons With Silicon Adatom Defects

硅烯 自旋(空气动力学) 热电效应 凝聚态物理 电荷(物理) 声子 材料科学 塞贝克系数 物理 拓扑(电路) 量子力学 热力学 数学 组合数学 光电子学
作者
Ankit Sirohi,Jawar Singh
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:69 (12): 7128-7134 被引量:3
标识
DOI:10.1109/ted.2022.3215710
摘要

In this work, we propose armchair silicene nanoribbons with silicon (Si) adatom defect (ASiNR-Ad) for efficient thermoelectric devices. Using density functional theory (DFT) and nonequilibrium Green’s function method, we investigated the spin caloritronic effect on ASiNR-Ad of different widths ( ${N}={4}$ , 5, 6, and 7). We observed that all ASiNR-Ads are magnetic semiconductors with a variable spin gap. Our results showed that the presence of adatom defect on armchair silicene nanoribbons (ASiNRs) significantly lowers phonon thermal conductance at ambient temperature. The ASiNR-Ads also exhibit large spin and charge Seebeck coefficient ( ${S}_{s}$ and ${S}_{c}$ ) values of 1200 and $1120 ~\mu \text{V}$ /K, respectively. The large value of Seebeck coefficients and reduced phonon thermal conductance results in the high value of spin and charge thermoelectric figure of merit ( ${Z}_{s}{T}$ and ${Z}_{c}{T}$ ) of ~64 and ~58, respectively, in the narrow device which is substantially higher than pristine ASiNRs having a ${Z}_{s}{T}={0}$ and ${Z}_{c}{T}={2.8}$ . Spin current ( ${I}_{s}$ ) dominates charge current ( ${I}_{c}$ ) in all the considered devices. A zero charge current was achieved by modulating temperature drop across the ASiNR-Ad based device, thus eliminating the Joule heating effect. Moreover, we observed an unprecedented giant thermal magnetoresistance (MR) of ~ ${4.3}\times{10}^{{6}}\%$ in the ASiNR-Ad based device. These findings suggest that ASiNR-Ad can be employed effectively for energy harvesting and low-power applications utilizing spin current.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
在这里发布了新的文献求助10
1秒前
七月份的风完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
谦让寄容完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
深情安青应助Hoten采纳,获得10
2秒前
基尼胎没发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
背后凌翠发布了新的文献求助10
3秒前
燕燕于飞发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
皮不起来的国国完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
piney发布了新的文献求助10
5秒前
感动哈密瓜完成签到,获得积分20
5秒前
XC发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Ze发布了新的文献求助20
6秒前
Samuel发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
舒心靖琪完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
李健的小迷弟应助kaka采纳,获得30
7秒前
千里缠娟发布了新的文献求助10
7秒前
acetdw发布了新的文献求助10
8秒前
dian完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
羞涩的寒风完成签到 ,获得积分10
9秒前
linxi发布了新的文献求助10
10秒前
活力的代桃完成签到,获得积分10
10秒前
li发布了新的文献求助10
10秒前
Ava应助ZHANGMANLI0422采纳,获得10
10秒前
10秒前
molihuakai应助Changhiwi采纳,获得30
10秒前
米饭杀手完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
lansing完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6478999
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8280408
关于积分的说明 17660803
捐赠科研通 5561564
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2911306
邀请新用户注册赠送积分活动 1888291
关于科研通互助平台的介绍 1742266