Characterization of Na-Loaded Type II Si and Ge Clathrates: A Systematic StructureâProperty Evaluation of Thermoelectric Materials
Notice bibliographique
Résumé
The present study aims to increase understanding of the physical processes that govern thermoelectric efficiency in Na-containing group 14 type II clathrates. This has been achieved through structural characterization and physical property measurements. \nLocal and electronic structures of Si clathrates with the formula NaxSi136, where x = 0, 1.3, 5.5, 7.2, 8.8, 14.1, 20 and 21.5 were studied using x-ray absorption spectroscopy. Thermoelectric properties, namely Seebeck coefficient, electrical conductivity and thermal conductivity were measured from 2.5 K to 400 K. Low Na content samples, x < 8, showed reduced thermal conductivity compared to the empty clathrate, x = 0. For x > 8, increased Na content led to increased charge transfer, increased thermal conductivity and decreased magnitude of Seebeck voltages. \nThe heat capacities of the NaxSi136 materials were measured from 2.5 K to 300 K. Analysis of the heat capacity data showed that the vibrational modes associated with Na in the Si28 cages are of sufficiently low energies to interact with heat transporting acoustic phonons, leading to reduced thermal conductivity as x is increased up to ~ 8. Increasing Na content beyond x = 8 introduces Na into the Si20 cages. This stiffens the lattice, increasing (or maintaining) phononic contributions to thermal conductivity, and increasing electronic contributions. Electronic thermal conductivity is responsible for upwards of 50 % of heat conduction when x = 21.5. \nNa containing type II Ge clathrates were produced using an ionic liquid reaction medium. Seebeck coefficients observed in Na9Ge136 materials, were negative but larger in magnitude than those of the NaxSi136 materials and thermal conductivities of Na9Ge136 were lower than those of the NaxSi136 materials. \nWhile both Si and Ge type II clathrates showed modest figures of merit, with maximum ZT values of 2.5 × 10-6 and 2.8 × 10-5 observed in Na20Si136 and Na¬9Ge136, of the two framework elements, type II Ge clathrates have been shown to have more favourable thermoelectric properties.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».