Les calculs « high-throughput » peuvent être appliqués à un grand nombre de composés, afin de découvrir nouveaux matériaux. Dans le cadre de cette étude, les composés intermétalliques ternaires sont étudiés afin de trouver de nouveaux matériaux potentiellement intéressants pour des applications en thermoélectricité. Le criblage des composés non-métalliques, stables, requis pour de telles applications, est effectuée par calcul de leur structure électronique, à l’aide des méthodes DFT. Dans une premier temps, l’analyse de la densité d’états au niveau de Fermi d’éléments purs, de composés binaires et ternaires, conduit au choix d’un critère empirique pour distinguer les métaux des non-métaux. Dans un second temps, le prototype TiNiSi est utilisé pour une étude de cas, avec l’investigation de 570 compositions possibles. Le criblage conduit à la sélection de 12 possibles semi-conducteurs. Le coefficient Seebeck et la conductivité thermique de réseau des composés sélectionnés sont calculés afin d’identifier les plus prometteurs.

Density of states at the Fermi level of pur elements and binary compounds: determination of the criteria

Référence

Optimization of Criteria for an Efficient Screening of New Thermoelectric Compounds: The TiNiSi Structure-Type as a Case-Study, ACS Combinatorial Science, 22 (2020) 813-820