NGHIÊN CỨU TỪ NGUYÊN LÝ ĐẦU VỀ TÍNH CHẤT NHIỆT ĐIỆN  CỦA VẬT LIỆU HAI CHIỀU SiSX (X = 1, 2)

Trần Thế Quang; Nguyễn Hoàng Linh; Đinh Thế Hưng; Lê Nhật Bằng; Đỗ Văn Trường

doi:10.34238/tnu-jst.12979

NGHIÊN CỨU TỪ NGUYÊN LÝ ĐẦU VỀ TÍNH CHẤT NHIỆT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU HAI CHIỀU SiSX (X = 1, 2)

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 04/06/25 Ngày hoàn thiện: 06/11/25 Ngày đăng: 07/11/25

Các tác giả

1. Trần Thế Quang , Trường Đại học Thái Bình, Việt Nam
2. Nguyễn Hoàng Linh, 1) Trường Đại học Quốc Gia Changwon, Hàn Quốc, 2) Viện Kỹ thuật và Công nghệ Ceramic Hàn Quốc
3. Đinh Thế Hưng, Trường Kỹ thuật Phenikaa - Đại học Phenikaa, Việt Nam
4. Lê Nhật Bằng, Trường Đại học Thái Bình, Việt Nam
5. Đỗ Văn Trường, Trường Cơ khí - Đại học Bách khoa Hà Nội, Việt Nam

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, lý thuyết phiếm hàm mật độ, kết hợp với gói mô phỏng Quantum ESPRESSO, đã được sử dụng để khảo sát các tính chất nhiệt điện của vật liệu hai chiều SiS và SiS₂. Kết quả cho thấy hệ số Seebeck của SiS đạt giá trị tối ưu tại T = 400 K, trong khi đó của SiS₂ đạt cực đại tại T = 300 K. Điều này cho thấy cả hai vật liệu đều thể hiện tiềm năng lớn trong việc chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng điện. Cụ thể, hệ số Seebeck của SiS là 2,53 mV/K, cao hơn so với SiS₂ ở mức 2,22 mV/K. Độ dẫn nhiệt điện tử của SiS là 8,39×10¹⁴ W/mK, cao hơn đáng kể so với SiS₂ ở mức 1,42×10¹⁴ W/mK. Ngoài ra, các đại lượng đặc trưng khác như độ dẫn điện và hệ số công suất cũng được phân tích nhằm đánh giá toàn diện hơn hiệu suất nhiệt điện của SiS và SiS₂. Những phát hiện này không chỉ làm sáng tỏ các đặc tính nhiệt điện của SiS và SiS₂ hai chiều mà còn gợi mở những ứng dụng triển vọng của các vật liệu này trong các công nghệ năng lượng tiên tiến.

Từ khóa

Tính chất nhiệt điện; Lý thuyết phiếm hàm mật độ; Hệ số Seebeck; Vật liệu 2D; Vật liệu nhiệt điện

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] J. Kim, H. Chang, G. Bae, M. Choi, and S. Jeon, “Graphene-based thermoelectric materials: toward sustainable energy-harvesting systems,” Chemical Communications, vol. 61, no. 27, pp. 5050-5063, 2025.

[2] S.-H. Yang, S. Murugan, C. Sivakumar, Y.-C. Hsu, B. Balraj, J.-H. Tsia, M.-H. Chen, and M.-S. Ho, “Exploring the frontier of 2D materials: Strain and electric field effects in MoS₂/WS₂ vdW heterostructures,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 1012, 2025, Art. no. 178457.

[3] A. Suhail and I. Lahiri, "Two‐Dimensional Hexagonal Boron Nitride and Borophenes," in Layered 2D Advanced Materials and Their Allied Applications, Scrivener Publishing LLC, 2020, pp. 303-336.

[4] S. Ali, P. M. Ismail, M. Humayun, and M. Bououdina, “Hexagonal boron nitride: From fundamentals to applications,” Desalination, vol. 599, 2025, Art. no. 118442.

[5] A. Bhat, S. Anwer, K. S. Bhat, M. I. H. Mohideen, K. Liao, and A. Qurashi, “Prospects challenges and stability of 2D MXenes for clean energy conversion and storage applications,” npj 2D Materials and Applications, vol. 5, no. 1, pp. 1-21, 2021.

[6] C. Kuila, A. Maji, N. C. Murmu, and T. Kuila, “Hexagonal boron nitride (h-BN) “a miracle in white”: An emerging two-dimensional material for the advanced powered electronics and energy harvesting application,” Composites Part B: Engineering, vol. 301, 2025, Art. no. 112531.

[7] S. Ullah, H. Din, S. Ahmad, Q. Alam, S. Sardar, B. Amin, M. Farooq, C. Q. Nguyen, and C. V. Nguyen, “Theoretical prediction of the electronic structure, optical properties and photocatalytic performance of type-I SiS/GeC and type-II SiS/ZnO heterostructures,” RSC Advances, vol. 13, no. 7, pp. 7436-7442, 2023.

[8] Q. Alam, S. Muhammad, M. Idrees, N. V. Hieu, N. T. Binh, C. Nguyen, and B. Amin, “First-principles study of the electronic structures and optical and photocatalytic performances of van der Waals heterostructures of SiS, P and SiC monolayers,” RSC Advances, vol. 11, no. 8, pp. 14263-14268, 2021.

[9] Y. Guan, X. Li, R. Niu, N. Zhang, T. Hu, and L. Zhang, “Tunable electronic properties of type-II SiS₂/WSe₂ hetero-bilayers,” Nanomaterials, vol. 10, no. 9, 2020, Art. no. 2037.

[10] P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, and I. Dabo, “QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantumsimulations of materials,” Journal of Physics: Condensed Matter, vol. 21, no. 10, 2009, Art. no. 395502.

[11] H. L. Nguyen, M. S. Nguyen, T. Q. Tran, T. T. To, V. T. Vuong, T. H. Dinh, and V. T. Do, "Physico‒mechanical Properties and Carrier Mobility of HfS₂ Monolayer," in Advances in Engineering Research and Application, Springer Nature Switzerland AG, 2024, pp. 20-26.

[12] H. J. Monkhorst and J. D. Pack, “Special points for Brillouin-zone integrations,” Physical review B, vol. 13, no. 12, 1976, Art. no. 5188.

[13] T. H. Dinh, H. L. Nguyen, V. T. Do, and T. Q. Tran, “Investigation electromechanical properties of material WSe₂ monolayer,” Transport Magazine, vol. 64, no. 746, pp. 107-109, 2024.

[14] T. Q. Tran, H. L. Nguyen, T. H. Dinh, Q. V. Pham, T. K. Nguyen, and V. T. Do, “Calculation mechanical, electronic and piezoelectric properties of monolayer sis material using density functional theory,” Transport and Communications Science Journal, vol. 75, no. 14, pp. 2264-2277, 2024.

[15] E. H. Hasdeo, L. Krisna, M. Y. Hanna, B. E. Gunara, N. T. Hung, and A. R. Nugraha, “Optimal band gap for improved thermoelectric performance of two-dimensional Dirac materials,” Journal of Applied Physics, vol. 126, no. 3, 2019, Art. no. 035109.

font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast-font-family:Arial;mso-fareast-theme-font:

minor-latin;mso-bidi-theme-font:minor-bidi;mso-ansi-language:VI;mso-fareast-language:

EN-US;mso-bidi-language:AR-SA'>

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.12979

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ