Novel concept of thermoelectric devices using electric double layer gating.

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本研究において作製する熱電素子は、室温以上で、キャリアの制御を行い、室温以下で電解液を固化させることによって素子として動作させる。そのため、ペルチェ素子を用いて室温以上と室温以下の温度を制御するための装置を作製しているが、本年度はPCのCPUを冷やすための水冷システムを使ってペルチェ素子の冷却を行い、装置の改良を行った。これにより、真空中でも効率的に冷却できるようになった。昨年度までに、電解液を用いたambipolarトランジスタを作製し、正と負の熱起電力が観測されたことから、p-n接合が出来ていることを確認したが、本年度は、そのp-n接合のI-V特性を調べたところ、通常のp-n接合と異なり、オーミックなI-V特性が得られた。このことは、カーボンナノチューブ同士の接合抵抗が支配的であると考えられ、研究計画の段階では、「物理的な接合なしにp-n接合が作れるため、接触抵抗をなくすことができる。」と考えたが、ナノチューブ同士の接触抵抗を減らす方が重要であることが分かった。昨年度までに1対のp-n接合を作製することに成功しているが、本年度は、多数のp-n接合を作製することを試みた。しかし、各接合における接触抵抗のためと考えられるが、すべての接合で良好なp-n接合を作製することに至っていない。また、すべてのp-n接合に同じように熱流を流すことも困難であることが分かった。今後の課題として解決する必要がある。