Investigation of the Effects of Varying Temperature Conditions on the Electronic Levels of LiNi2Sn Material: An Ab-Initio Study

Öz

In this study, the electronic and crystal structures of the LiNi2Sn material—reported to have a stable crystal structure but not yet thoroughly studied—were examined at various temperatures, and traces of the thermoelectric property were looked for in light of the results. A test research was carried out with a fresh perspective on the thermoelectric property traces on the electrical and crystal structures in order to promote the studies of thermoelectric materials, and the results were provided with complete analysis. Theoretical investigations using X-ray absorption fine structure (XAFS) spectroscopic calculations were made into the electronic structural characteristics of the LiNi2Sn material. Calculations were made with XAFS code FEFF 8.20 under increasing temperature conditions of 300 K, 323 K, 373 K, and 423 K. Findings from the study included the quantity and potency of the atoms' outer shell electrons, which are where the photoelectrons are directed. The results of the study are compatible with the literature data.

Anahtar Kelimeler

• Thermoelectric Materials
• Transition Metals
• Absorption Spectroscopy
• Energy

Değişen Sıcaklık Koşullarının LiNi2Sn Malzemesinin Elektronik Seviyeleri Üzerine Etkilerinin Araştırılması: Bir Ab-Initio Çalışması

Öz

Bu çalışmada, kararlı kristal yapıya sahip olduğu bildirilen ancak henüz üzerinde bir çalışma yapılmamış olan LiNi2Sn malzemesinin elektronik ve kristal yapıları farklı sıcaklık koşullarında incelenmiş ve bulgular ışığında termoelektrik özelliğinin izleri araştırılmıştır. Termoelektrik malzemelerin araştırmalarını desteklemek amacıyla, termoelektrik özelliğin elektronik ve kristal yapı üzerindeki izlerine soğurma spektroskopisi yöntemiyle yeni bir bakış açısıyla bir test çalışması yapılmış ve sonuçlar detaylı analizlerle sunulmuştur. LiNi2Sn malzemesinin elektronik yapısal özellikleri üzerine X-ışını soğurma ince yapı (XAFS) spektroskopik hesaplamaları 300 K, 323 K, 373 K ve 423 K artan sıcaklık koşullarında XAFS kodlu FEFF 8.20 ile hesaplamaları kullanılarak teorik araştırmalar yapılmıştır. Çalışmanın sonuçları literatür verileri ile uyumludur.

Anahtar Kelimeler

• Termoelektrik Malzeme
• Geçiş Metalleri
• Soğurma Spektroskopisi
• Enerji

Kaynakça

1. Referans 1: Ankudinov A. L., Ravel B., Rehr J. J., Conradson S. D., Relativistic calculations of spin-dependent x-ray-absorption spectra, Phys. Rev. B. 1997; 56: R1712
2. Referans 2: Eerenstein W., Mathur N. D., Scott J. F., Multiferroic and Magnetoelectric Materials, Nature 2006; 442: 759
3. Referans 3: Gunaydin S., Ozkendir O.M., Synchrotron Facilities for Advanced Scientific Oriented Research, Advanced Journal of Science and Engineering 2020; 1 (1): 3-6
4. Referans 4: Mewis A., Schuster H.U., Die Struktur der Phasen LiCo2Ge und LiNi2Sn, Zeitschrift für Naturforschung, Teil B. Anorganische Chemie, Organische Chemie 1977; 2: 1947-52
5. Referans 5: Momma K., Izumi F., VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data, J. Appl. Crystallography 2011; 44: 1272-1276
6. Referans 6: Ozkendir O. M., Structural and Magnetic Study of CuxFeCr1−xO2 Oxides Under High External Magnetic Fields, Journal of Electronic Materials 2013; 42 (6): 1055-1062
7. Referans 7: Ozkendir O. M., Boron Activity in Metal Containing Materials, Advanced Journal of Chemistry, Section B: Natural Products and Medical Chemistry 2020;2 (2): 48-54
8. Referans 8: Ozkendir O. M., Yuzer A., Influence of Sm-substitution on the crystal and electronic structure of the FeBO3 oxide, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials 2018;20 (3-4): 201-207

9. Referans 9: Ozkendir O. M., Miyazaki H., Gunaydin S., Traces of Thermoelectric Properties on XAFS Spectra. J. Electron. Mater. 2022;51: 1740–1751. https://doi.org/10.1007/s11664-022-09460-7
10. Referans 1:0 Ozkendir O. M., Electronic and Crystal Structure Study of Erbium doped TiBO3 Semiconductors. International Journal of Metallurgy and Metal Physics 2015; 1(1): 1-6
11. Referans 11: Ozkendir O.M., Crystal and Electronic Study of Neodymium-Substituted CuFeO2 Oxide, Metallurgical and Materials Transactions A 2016; 47 (6): 2906-2913
12. Referans 12: Ravel B., Newville M., ATHENA, ARTEMIS, HEPHAESTUS: data analysis for X-ray absorption spectroscopy using IFEFFIT, Journal of Synchrotron Radiation 2005; 12(4): 537.