Silicon-based nanocomposites for thermoelectric applications

用于热电应用的硅基纳米复合材料

基本信息

项目摘要

The main goal of this project is the realization of efficient and sustainable silicon based thermoelectric materials. In this second funding period, the so called “nanoparticle in alloy” approach, theoretically proposed in the literature, forms a guide line. It combines the efficient scattering of phonons with short wavelengths on irregularly positioned atoms in common alloys with the efficient scattering of phonons with long wavelengths on larger structures, like nanoparticles. Metal silicide nanoparticles are considered for this purpose. Two coupled particle reactors, developed during the first funding period, allow for the realization of this concept. The concept includes also the approach of modulation doping, were small areas with very high doping concentrations alternate with areas of low doping concentration. This allows for electronic transport pathways without Coulomb scattering on charged dopants, while the clusters of dopants act as efficient centers for phonon scattering. For bulk samples, a current assisted sintering process has to be developed, in order to maintain the desired “nanoparticle in alloy”-structure and to prevent a general alloying of all components or a phase separation during sintering. For thin films, a multilayer approach will be used, where the laser annealing process will be combined with hydrogenation in DC plasmas or microwave heating. The thermal conductivity of the thin films will be measured with methods developed within this priority program by the Group of Prof. Völklein as well as with an optical non-contact method based on the mirage effect. In order to get a deeper insight into thermoelectric properties and structure forming processes, a 3D-Onsager network model will be developed, where input is taken from the molecular dynamic modelling of the microscopic processes during compaction.
该项目的主要目标是实现高效和可持续的硅基热电材料。在第二个资助期,所谓的“合金中的纳米颗粒”方法,理论上在文献中提出,形成了一个指导方针。它将短波声子在普通合金中不规则位置原子上的有效散射与长波声子在较大结构(如纳米粒子)上的有效散射结合起来。金属硅化物纳米颗粒被考虑用于此目的。在第一个资助期间开发的两个耦合粒子反应器使这一概念得以实现。该概念还包括调制掺杂的方法,即高掺杂浓度的小区域与低掺杂浓度的区域交替。这允许在带电掺杂剂上没有库仑散射的电子传输路径,而掺杂剂簇作为声子散射的有效中心。对于大块样品,必须开发一种电流辅助烧结工艺,以保持所需的“合金中的纳米颗粒”结构,并防止所有成分的普遍合金化或烧结过程中的相分离。对于薄膜,将使用多层方法,其中激光退火过程将与直流等离子体中的氢化或微波加热相结合。薄膜的热导率将由Völklein教授小组在该优先计划中开发的方法以及基于海市蜃楼效应的光学非接触方法进行测量。为了更深入地了解热电特性和结构形成过程,将开发3D-Onsager网络模型,其中输入来自压实过程中微观过程的分子动力学建模。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Martin S. Brandt其他文献

Professor Dr. Martin S. Brandt的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Martin S. Brandt', 18)}}的其他基金

New concepts for high-sensitivity pulsed electrically detected magnetic resonance
高灵敏度脉冲电检测磁共振新概念
  • 批准号:
    221162328
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Quantum properties of dopants for silicon nanospintronics
硅纳米自旋电子学掺杂剂的量子特性
  • 批准号:
    96233645
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Anisotropie der optischen und elektronischen Eigenschaften von epitaktischen Siloxenschichten auf Silicium
硅上外延硅氧烷层的光学和电子特性的各向异性
  • 批准号:
    5236658
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes

相似国自然基金

Data-driven Recommendation System Construction of an Online Medical Platform Based on the Fusion of Information
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国青年学者研究基金项目
Exploring the Intrinsic Mechanisms of CEO Turnover and Market Reaction: An Explanation Based on Information Asymmetry
  • 批准号:
    W2433169
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国学者研究基金项目
含Re、Ru先进镍基单晶高温合金中TCP相成核—生长机理的原位动态研究
  • 批准号:
    52301178
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
NbZrTi基多主元合金中化学不均匀性对辐照行为的影响研究
  • 批准号:
    12305290
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
眼表菌群影响糖尿病患者干眼发生的人群流行病学研究
  • 批准号:
    82371110
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
镍基UNS N10003合金辐照位错环演化机制及其对力学性能的影响研究
  • 批准号:
    12375280
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CuAgSe基热电材料的结构特性与构效关系研究
  • 批准号:
    22375214
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于大数据定量研究城市化对中国季节性流感传播的影响及其机理
  • 批准号:
    82003509
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Functional-unit-based hierarchical nanocomposites for sustainable future
基于功能单元的分层纳米复合材料促进可持续未来
  • 批准号:
    FT230100436
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    ARC Future Fellowships
CAREER: Illuminating molecular-level effects in new plant-based nanocomposites for additive manufacturing by stereolithography
职业:通过立体光刻阐明用于增材制造的新型植物基纳米复合材料的分子水平效应
  • 批准号:
    2337946
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PFT-TT: Using Textile-Based Wearable Sensors Coated with Nanocomposites for Virtual Health and Physical Rehabilitation
PFT-TT:使用涂有纳米复合材料的基于纺织品的可穿戴传感器实现虚拟健康和物理康复
  • 批准号:
    2329838
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
MXene based multifunctional nanocomposites via electrolytic plasma surface treatment of light alloys
通过轻合金电解等离子体表面处理制备 MXene 基多功能纳米复合材料
  • 批准号:
    2904797
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Collaborative Research: Studies of light-responsive novel metal and lanthanide-based nanocomposites: X-ray radiation enhancing and radioluminescence properties
合作研究:光响应新型金属和稀土基纳米复合材料的研究:X射线辐射增强和辐射发光特性
  • 批准号:
    2138361
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Eager: Novel MXene nanocomposites based 3D printed flexible sensors for noninvasive health monitoring
Eager:基于 3D 打印柔性传感器的新型 MXene 纳米复合材料,用于无创健康监测
  • 批准号:
    2226202
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Development of Titanium Dioxide and Graphene Oxide Based Nanocomposites for Anti-Microbial and Environmental Applications
用于抗菌和环境应用的二氧化钛和氧化石墨烯基纳米复合材料的开发
  • 批准号:
    570254-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
Nanocomposites based on graphene analogous materials
基于石墨烯类似材料的纳米复合材料
  • 批准号:
    DDG-2021-00020
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Development Grant
Fabricating bio-nanocomposites using integrated circuit-based advanced manufacturing techniques
使用基于集成电路的先进制造技术制造生物纳米复合材料
  • 批准号:
    RGPIN-2019-04935
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Additive manufactured fully renewable lignin-based biopolymer nanocomposites
添加剂制造的完全可再生木质素基生物聚合物纳米复合材料
  • 批准号:
    580809-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Alliance Grants
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了