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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Hosting of La3+ guest ions in type-I Ge clathrates: A first-principles characterization for thermoelectric applications

Texto completo
Autor(es):
Gonzalez-Romero, Robert L. [1] ; Miranda, Caetano R. [2] ; Avila, Marcos A. [3] ; Antonelli, Alex [1]
Número total de Autores: 4
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Estadual Campinas, Inst Fis Gleb Wataghin, BR-13083859 Sao Paulo, SP - Brazil
[2] Univ Sao Paulo, Inst Fis, Caixa Postal 66318, BR-05315970 Sao Paulo, SP - Brazil
[3] Univ Fed ABC UFABC, CCNH, BR-09210580 Santo Andre, SP - Brazil
Número total de Afiliações: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE; v. 122, p. 46-56, SEP 2016.
Citações Web of Science: 1
Resumo

The conversion of heat to electricity by thermoelectric devices may play a key role in the future for energy harvesting. In order to meet that purpose, a variety of more efficient thermoelectric materials are needed. Intense research has been conducted over the past decade on type-I thermoelectric clathrates, and further developments may arise with successful introduction of trivalent rare-earth elements into the cages of this class of materials. This paper is dedicated to study the hypothetical charge-balanced compound La2Ga6Ge40, using first-principles calculations, in order to evaluate the direct effects of introducing La3+ into Ge-46 without occupying all the other cages with other chemical species. Here we present first-principles calculations on the structural, electronic, vibrational and thermoelectric properties of type-I Ge clathrates hosting La3+ guest ions. Our results indicate that the structures with the lowest formation energies are those in which the La3+ guests are inside the Ge-46 dodecahedral cages (2a Wyckoff positions), with Ga substitution for Zintl charge balance. Furthermore, our calculations show that several features of the system, such as, the equilibrium position of the La3+ guests inside the cages, the electronic structure near the band edges, the vibrational properties and anharmonic effects are significantly affected by the way the Ga atoms are distributed in the lattice. The influence of these features on the thermoelectric properties of these systems is discussed. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved. (AU)

Processo FAPESP: 10/16970-0 - Modelagem computacional da matéria condensada: uma abordagem em múltiplas escalas
Beneficiário:Alex Antonelli
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 12/17562-9 - Preparação de monocristais orientados para estudos de anisotropias eletrônicas, magnéticas e térmicas
Beneficiário:Marcos de Abreu Avila
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais
Beneficiário:Munir Salomao Skaf
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
Processo FAPESP: 13/14065-7 - Estudo das propriedades eletrônicas, estruturais e de transporte de clatratos para aplicações termoelétricas através de cálculos de primeiros princípios
Beneficiário:Robert Luis González Romero
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 11/19924-2 - Estudo e desenvolvimento de novos materiais avançados: eletrônicos, magnéticos e nanoestruturados: uma abordagem interdisciplinar
Beneficiário:Carlos Rettori
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático