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Theses

Thermoelectric conversion in disordered nanowires

Résumé : Cette thèse porte sur la conversion thermoélectrique de nanofils semi-conducteurs désordonnés en configuration de transistor à effet de champ.On considère d’abord le régime de transport élastique à basse température. En utilisant un modèle d'Anderson 1D, on dérive des expressions analytiques pour le coefficient Seebeck typique d’un nanofil en fonction de la tension de grille, et on montre que celui-ci augmente fortement en bord de bande. Ces résultats sont confirmés par un calcul numérique du Seebeck, basé sur un algorithme de fonctions de Green récursif.On considère ensuite le régime inélastique où les électrons, assistés par les phonons, sautent entre états localisés. En résolvant numériquement le réseau de résistances aléatoires de Miller-Abrahams, on montre que le coefficient Seebeck peut atteindre des valeurs très élevées au voisinage des bords de bande du nanofil. La théorie de percolation de Zvyagin étendue au cas unidimensionnel nous permet de décrire qualitativement nos résultats. Par ailleurs, les échanges de chaleur entre électrons et phonons en bord de bande entraînent la formation de points chauds et froids à la surface du substrat, qui pourraient être utilisés pour le refroidissement de circuits électroniques. Cet effet est étudié pour un ensemble de fils en parallèle. Le facteur de puissance et la figure de mérite de ces systèmes sont aussi estimés.Enfin, on étudie un système général à trois terminaux en réponse linéaire. On calcule les coefficients de transport locaux et non-locaux, et les figures de mérite généralisées, puis l'on discute à l'aide de deux exemples la possibilité d’améliorer la performance d’une machine thermique quantique générique.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01087448
Contributor : Riccardo Bosisio <>
Submitted on : Wednesday, November 26, 2014 - 11:33:44 AM
Last modification on : Friday, May 29, 2020 - 4:01:02 PM
Document(s) archivé(s) le : Friday, February 27, 2015 - 11:05:49 AM

Identifiers

  • HAL Id : tel-01087448, version 1

Citation

Riccardo Bosisio. Thermoelectric conversion in disordered nanowires. Classical Physics [physics.class-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. English. ⟨NNT : 2014PA066212⟩. ⟨tel-01087448⟩

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