journal article·2018-06-25Open access

FeTaSb and FeMnTiSb as promising thermoelectric materials: An ab initio approach

Mohd Zeeshan, Tashi Nautiyal, Jeroen van den Brink, Hem C. Kandpal

Physical Review Materials· Volume 2· Issue 6

Abstract

Thermoelectricity in principle provides a pathway to put waste heat to good use. Motivated by this we investigate thermal and electrical transport properties of two new Fe-based Heusler alloys, FeTaSb and FeMnTiSb, by a first-principles approach and semiclassical Boltzmann transport theory within the constant relaxation-time approximation. We find a high power factor of $p$-doped FeTaSb, competitive with best performing Heusler alloy FeNbSb at 1100 K. The obtained power factor of $n$-doped FeMnTiSb at room temperature is higher than that of both FeNbSb and FeTaSb. Remarkably, FeMnTiSb can be used for both $n$-type and $p$-type legs in a thermoelectric module. The Seebeck coefficients of the two proposed systems are in line with those of earlier reported Heusler alloys. We also provide conservative estimates of the figure of merit for the two systems. Overall, our findings suggest a high temperature thermoelectric potential of FeTaSb while the low cost FeMnTiSb is a viable room-temperature thermoelectric candidate material.
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Research context

OpenAlex topics: Advanced Thermoelectric Materials and Devices · Heusler alloys: electronic and magnetic properties · Chalcogenide Semiconductor Thin Films

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