Non-parabolic Effects Applied to Thermoelectric materials

Prosjektet er motivert av at nye materialer er viktig for en bærekraftig teknologisk utvikling. Prosjektet adresserer termoelektriske materialer. Et termoelektrisk materiale vil effektivisere energiforbruk av en prosess ved at spillvarme konverteres direkte til elektrisk energi. Prosjektet tester ut nye teoretiske ideer for effektivisering av termoelektriske materialer ved nye teoretiske beregninger og ved eksperimenter. Utforskingen i prosjektet er nybrottsarbeid på spesielle elektronstrukturer for termoelektriske materialer. Materialer har blitt bygd opp av atomer i spesielle krystallstukturer som kan forandres de tillatte elektron tilstander i materialet. Vi har i samarbeid med Universitet i Wien utviklet og publisert regnemaskinkode som beregner teoretisk transport av elektroner og varme i materialer ved å benytte beregninger generert ved programkoden VASP, og fortsetter arbeid med tilrettelegging for integrering med store databaser. Vi har syntetisert "Heusler" materialer og materialer med skarpe forandringer i elektronstruktur som gir ekstra energibånd med ikke-parabolsk karakter. Vi har målt transport egenskaper og elektron-fonon vekselvirkninger, målt energibåndstukturer med angulær oppløst fotoelektronspektroskopi. Vi har vist hvordan en kan dra nytte av ikke-parabolske bånd i praktiske termoelektriske materialer for å redusere energitapet i kontakter. Vi har og vist at strategien og kan gi egenskaper for materialer brukt for andre formal som katalyse. Vi har og vist at nye komposit materialer der ulike elektronstrukturer er satt sammen og bidrar til effektiv termoelektrisk materiale. Vi har publisert resultater med samarbeidende forskere i samarbeid med forskere i USA, Sverige, Danmark, Tyskland, UK, Østerrike, Australia og India og blitt invitert til konferenser.

Facilitate calculation of thermoelectric properties for new materials much more reliable than previously possible.

The research project is a collaboration with partners in Oslo, Trondheim, USA and Austria. The research project is motivated by thermoelectric materials and aims to explore and test new concepts which has the potential for large improvements over present days thermoelectric devices. The present research will be hi risk for the direct short term impact on thermoelectric materials while being medium risk by its large potential for transfer of knowledge and methods to other fields. The project will have strong theoretical and experimental elements. New theoretical approaches are sought, new experimental techniques will be developed, while the project will also use present state of the art theoretical calculation strategies, state of the art synthesis techniques and state of the art analytical material characterization facilities. The project have its origin in BATE, an initiative on Basic and Applied Thermo Electric,s where researchers have collaborated on thermoelectric materials for several years which have resulted in high quality scientific work.