Exploration de nouvelle voie pour ameloirer la thermoélectricité: renforcement de "phonon Drag" via le bain de phonons externe – DragHunt

Le projet DragHunt vise à ouvrir de nouvelles voies pour améliorer l'efficacité thermoélectrique des matériaux, en explorant, à la fois théoriquement et expérimentalement, l'effet de « Phonon Drag », lequel résulte du transfert du moment entre les populations de phonons et des électrons hors équilibre, ce qui provoque une forte augmentation des coefficients Seebeck et Peltier dans certains matériaux thermoélectriques à basse température. Le concept que nous souhaitons explorer est l'utilisation d'un substrat comme bain de phonons externe pour fournir des phonons supplémentaires hors équilibre, afin d'intensifier l'effet de Phonon Drag et de le déplacer vers des températures plus élevées. Pour cela, nous visons à développer une approche numérique qui permettrait de décrire le transport couplé des électrons et des phonons à l'interface entre un système conducteur et un bain de phonons externe, avec une attention particulière portée à l'effet de Phonon Drag. En parallèle, l'effet de Phonon Drag sera étudié expérimentalement, sur un système modèle constitué de canaux de conduction graphitiques enfouis dans une matrice de diamant. Le but de ce projet est donc, en combinant simulations numériques et études expérimentales approfondies d'un système choisi, d'identifier les principaux facteurs (tels que la structure de bande électronique, les spectres de phonons dans les deux sous-systèmes, la transmission des phonons à l'interface) permettant d’exacerber l’effet de Phonon Drag et de le déplacer vers des températures plus élevées. Pour atteindre cet objectif, nous proposons d'unir nos expertises en mesures spectroscopiques et thermoélectriques (ILM), en description ab initio de l'effet de Phonon Drag (LSI) et en description du transport de charge (C2N) et de la chaleur incluant les interfaces (SATIE) afin d’explorer, la possibilité de manipuler l’effet de Phonon Drag par le choix d'un bon couple de matériaux pour réaliser l’ensemble conducteur et bain de phonons externe.