Materials Science and Engineering / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4719
Browse
2 results
Search Results
Research Project Ferroelektrik (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3)O3(0≤x≤0.2) sisteminin elektrokalorik özelliklerinin belirlenmesi(2018) Adem, Umut; Çağın, Tahir; 03.09. Department of Materials Science and Engineering; 03. Faculty of Engineering; 01. Izmir Institute of TechnologyBu projede BaTiO3 bazlı iki farklı malzeme sisteminin sentezi, yapısal, dielektrik, ferroelektrik, elektrokalorik karakterizasyonları yapılarak, farklı mekanizmaların elektrokalorik etkiye etkisi ayrıntılı biçimde incelenmiştir. İlk olarak (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3O3) (0.02?x?0.08) sistemi çalışılmıştır. Bu sistemde literatürde gözlenen kabuk-çekirdek yapısının elektrokalorik etkinin mekanizmalarının anlaşılmasını engelleyeceği fikrinden hareketle, sinterleme öncesi parçacık boyutu yüksek enerjili bilyalı öğütücü yardımıyla düşürülerek difüzyonun daha hızlı gerçekleşmesi sağlanmış ve kabuk-çekirdek yapısı gözlenmemiştir. Sıcaklığa bağlı dielektrik ve ferroelektrik polarizasyon ölçümleri, bu sistemde kompozisyona göre değişen sıcaklıklarda ferroelektrik-antiferroelektrik ve antiferroelektrik-paraelektrik olmak üzere iki farklı faz geçişi olduğuna işaret etmektedir. Bu ilginç ve değişik faz geçişlerini doğrulamak için akım yoğunluğu-elektrik alan grafikleri çizdirilmiş ve gerinme elektrik alan ölçümleri yapılmıştır. Ferroelektrik antiferroelektrik faz geçiş sıcaklıklarında göreceli olarak yüksek elektrokalorik sıcaklık değişimleri gözlenmiştir (22 kV/cm elektrik alan altında yaklaşık 0.66 Kelvin). İkinci olarak ise faz diyagramı literatürdeki bir çalışmadan alınan Ba0.80Sr0.20Ti1-xZrxO3 (0?x?0.10) sistemi çalışılmıştır. Bu sistemde de faz diyagramındaki farklı bölgelerde çalışan farklı mekanizmaların elektrokalorik etkiyi nasıl etkilediği ortaya çıkarılmıştır. Elektrokalorik etki, faz geçişinin keskinliği (1. dereceden faz geçişi olup olmadığı), farklı ferroelektrik fazların bir arada olduğu noktalara yakınlık ve tane boyutu ile kontrol edilebilir. Bu projede en yüksek elektrokalorik etki perovskit yapının B pozisyonunda Zr içermeyen Ba0.80Sr0.20TiO3 örneğinde görülmüştür. Bunun nedeni bu kompozisyonunda faz geçişinin keskinliğidir. Zr katkısıyla faz geçişi yayvanlaşmış, fakat aynı zamanda farklı ferroelektrik fazların bir arada ya da yakın olduğu kompozisyonlar için elektrokalorik etki göreceli olarak yüksek çıkmıştır.Article Citation - WoS: 19Citation - Scopus: 22Thermal Conductivity Engineering of Bulk and One-Dimensional Si-Ge Nanoarchitectures(Taylor and Francis Ltd., 2017) Kandemir, Ali; Özden, Ayberk; Çağın, Tahir; Sevik, Cem; 01. Izmir Institute of TechnologyVarious theoretical and experimental methods are utilized to investigate the thermal conductivity of nanostructured materials; this is a critical parameter to increase performance of thermoelectric devices. Among these methods, equilibrium molecular dynamics (EMD) is an accurate technique to predict lattice thermal conductivity. In this study, by means of systematic EMD simulations, thermal conductivity of bulk Si-Ge structures (pristine, alloy and superlattice) and their nanostructured one dimensional forms with square and circular cross-section geometries (asymmetric and symmetric) are calculated for different crystallographic directions. A comprehensive temperature analysis is evaluated for selected structures as well. The results show that one-dimensional structures are superior candidates in terms of their low lattice thermal conductivity and thermal conductivity tunability by nanostructuring, such as by diameter modulation, interface roughness, periodicity and number of interfaces. We find that thermal conductivity decreases with smaller diameters or cross section areas. Furthermore, interface roughness decreases thermal conductivity with a profound impact. Moreover, we predicted that there is a specific periodicity that gives minimum thermal conductivity in symmetric superlattice structures. The decreasing thermal conductivity is due to the reducing phonon movement in the system due to the effect of the number of interfaces that determine regimes of ballistic and wave transport phenomena. In some nanostructures, such as nanowire superlattices, thermal conductivity of the Si/Ge system can be reduced to nearly twice that of an amorphous silicon thermal conductivity. Additionally, it is found that one crystal orientation, < 100 >, is better than the < 111 > crystal orientation in one-dimensional and bulk SiGe systems. Our results clearly point out the importance of lattice thermal conductivity engineering in bulk and nanostructures to produce high-performance thermoelectric materials.