Thermoelectric and Topological Insulating Properties of Bi1-xSbx and (Bi1-xSbx)2Te3 Nanowires Modified by Ion Implantation

Thermoelectric and Topological Insulating Properties of Bi1-xSbx and (Bi1-xSbx)2Te3 Nanowires Modified by Ion Implantation Objetivo:O objetivo desse trabalho compreender o processo de crescimento dos nanofios de Bi2Te3, explorar a caracterizao estrutural e a verificao daspropriedades antes e aps a implantao inica.termeletricidadeConsiste na gerao de correntes eltricas a partir de gradietes de temperaturas.

Atualmente focada na busca de novos materiais de elevado desempenho.

A eficincia de um material termoeltrico dada pelo ZT:

Isolantes topolgicosOcorrem devido a interao forte entre o spin dos eltrons e a rbita eletrnica, interao spin-rbita. Seu interior apresenta um gap proibido de energia. Suas superfcies so metlicas.Caracterizado por um gap proibido de energia entre os estados eletrnicos ocupados e os estados desocupados.Telureto de bismutoAlta figura da ordem de mrito termeltrica (ZT ~ 1)

Desempenho termeltrico melhorado em estruturas de nanofios

Intensamente investigados para a pesquisa de um isolador topolgico eficiente

Materiais termoeltricos

Figura 1. Figura Mrito em alguns compostos. Mtodo template:

Figura 2. Imagem dos nanoporos de Alumina (Al2O3) obtida por AFM.

metodologiaMtodo template SputteringEletrodeposio:Soluo de 5 mM Bi e 7.5mm Te em 1M HNO3.

Clula de trs eletrodos

Eletrodo de RefernciaFigura 3. Esquema da clula.PotenciostatoEletrlitoGrafiteEm geral, a deposio global de Bi2Te3 descrito por meio da seguinte reao qumica:

2BI3++ 3HTeO+2+ 9H++ 18e---> Bi2Te3(S) + 6H2O

Figura 4. Esquema da eletrodeposio.Fases de crescimento

Figura 5. Fases de crescimento dos nanofios.Comparao das correntes

Imagem 6. Grfico corrente versus tempo12ResultadosPotencial de -100mV.Taxa de crescimento rpido.Superfcies rugosas.No h homogeneidadenas deposies.

Resultados Potencial de 0mV.Taxa de crescimento mais lenta.Contornos maissuaves.Homogeneidade nosdepsitos.

Irradiao e implantao inicaMudar a estrutura de banda.

Concentrao de portadores ajustada pelo doping de impurezas.

Aumentar o valor da figura mrito (ZT).

Referncias: