Soutenance de thèse de XIA Ming

Résumé de la thèse

Avec la croissance économique mondiale et l'augmentation de la demande en énergie, la rareté énergétique et la pollution environnementale deviennent des problèmes pressants. Les matériaux thermoélectriques, qui convertissent les différences de température en énergie électrique ou permettent le refroidissement à l'état solide, suscitent un intérêt croissant pour des applications telles que la récupération de chaleur résiduelle et les micro-générateurs. Leur efficacité est déterminée par le facteur de mérite thermoélectrique (ZT), influencé par la conductivité électrique, le coefficient Seebeck, la conductivité thermique et la température. L'amélioration du ZT est difficile en raison de l'interdépendance de ces paramètres. Un intérêt récent s'est porté sur les alliages à haute entropie (HEA) en raison de leur composition multi-élémentaire unique et de leur faible conductivité thermique de réseau, des caractéristiques avantageuses pour les performances thermoélectriques. Cette thèse utilise des calculs de premiers principes pour analyser la structure électronique, la stabilité de phase et les propriétés thermoélectriques des HEA, en particulier PbSnTeSe. Elle explore les effets du désordre, du dopage magnétique et de la contrainte sur l'efficacité thermoélectrique. L'étude conclut que PbSnTeSe est un matériau prometteur avec un ZT maximal d'environ 1,1 à 500 K pour le dopage de type n, et montre que le dopage magnétique et la contrainte peuvent améliorer encore davantage ses performances. Ce travail fait progresser la compréhension théorique des propriétés thermoélectriques des HEA et propose de nouvelles stratégies pour l'optimisation des matériaux.