دراسة تحليلية للسعة الحرارية المولية عند ثبوت الحجم لمادة كبريتيد القصدير باستخدام نموذج ديباي

الملخص

تُعد مادة كبريتيد القصدير من أشباه الموصلات المهمة من نوع IV-VI  ، ولها تطبيقات واعدة في مجالات المواد الكهرو حرارية والخلايا الشمسية . الهدف من هذه الدراسة هو تحديد السعة الحرارية المولية عند ثبوت الحجم C_v  لمادة كبريتيد القصديرSnS حيث تمت دراسته نظريا باستخدام نموذج ديباي و اعتماد تقريب ديباي لوصف مساهمة اهتزازات الشبكة البلورية في السعة الحرارية عبر مدى واسع من درجات الحرارة، و تم اعتماد درجة حرارة ديباي لهذه المادة K218. وباستخدام محاكاة الحسابات النظرية باستخدام برنامج MATLAB . أظهرت النتائج المحسوبة السلوك المتوقع للسعة الحرارية المولية C_v، حيث تتناسب مع مكعب درجة الحرارة المطلقة T³ عند درجات الحرارة المنخفضة، وتقترب من حد دولونغ-بتي الكلاسيكي عند درجات الحرارة المرتفعة. تم مقارنة النتائج النظرية C_v مع النتائج التجريبية المتاحة للسعة الحرارية عند ثبوت الضغطC_p  واظهرت النتائج المتحصل عليها توافقاً جيداً مع النتائج التجريبية المنشورة في الادبيات العلمية، حيث بلغ الانحراف النسبي حوالي% 0.34 عند K 250 ومع ذلك لوحظ انحراف متزايد عند درجات الحرارة المنخفضة .00%13 عند K 100 والعالية  % 6.50 عند K600، مما يشير الى أن نموذج ديباي يمثل تقريباً ممتازاً في النطاق المتوسط، وأن الانحرافات تعود الى تأثيرات اللاحرارية  وكذلك الفرق بين السعة الحرارية عند  C_v و C_P. لقد قدمت هذه الدراسة اطاراً تحليلياً موثوقاً لتقدير الخصائص الحرارية لمادة SnS .