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選択性電析を利用した高純度化合物半導体の電析

使用选择性电沉积法电沉积高纯度化合物半导体

基本信息

批准号：
18750175
负责人：
上田幹人
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750175/
关键词：
溶融塩化合物半導体 Bi-Sb-Te 選択性電析

项目摘要

本研究の最終目的は選択性電析法を用いて高純度化合物半導体を製造する事を目的としてBi_2Te_3およびBi-Sb-Teが電析する条件、および得られた熱電材料の特性評価を行った。電解液としてAlCl_3-NaCl-KCl溶融塩を用いた。150℃の電解液中でBiイオン,SbイオンおよびTeイオンの共電析実験を行った。定電位電解およびパルス電解によって、熱電材料の電析を行った結果、電位制御による電析よりも電解液中のSb成分を調整することにより、目的組成のBi_<0.5>Sb_<1.5>Te_3を制御できる事がわかった。本選択電析法を用いることで、電析中にBiやTeが単独に電析した場合には、すぐに電解液中に溶解してしまうため、電極上には単体の成分が電析する事なく、効率よくBi_<0.5>Sb_<1.5>Te_3を形成できる事がわかった。また、電解槽をモニタリングしながらの電解は、電析物の成長過程が観察でき、多くの知見を得た。パルス電解では、定電位電解で得られたものより緻密な電析物が得られ、パルスの周波数および電析と溶解時間の比率の組み合わせにより(110)面への配向が強い電析物が得られた。このとき得られた電析物の評価として、熱電材料のセーベック係数と電気伝導度、熱伝導度を測定し、パワーファクターを算出した。電析法による材料のパワーファクターは、一方向凝固法によって得られた試料の値より2桁程小さい値であり、電析物中の空隙が多いことが性能を低くしている原因と考えられ、今後の改善点なども明らかになった。

The ultimate goal of this study is to evaluate the properties of thermoelectric materials by using selective electroanalysis to produce high purity compound semiconductors. Electrolyte: AlCl_3-NaCl-KCl solution. Electrodeposition of Bi,Sb and Te in electrolyte at 150℃ is carried out. Electrolysis of thermoelectric materials at constant potential results in the regulation of Sb content in the electrolyte and the control of Bi_<0.5>Sb_<1.5>Te_3 in the target composition. In this method, Bi_ Sb_Te is dissolved in the electrolyte <0.5>and formed on the electrode<1.5>. The growth process of electrolyte and electrolyte can be observed and more knowledge can be obtained. The composition of the ratio of the number of cycles and the dissolution time of the electrolyte obtained by electrolysis at constant potential and the orientation of the (110) plane obtained by electrolysis at constant potential Evaluation of thermoelectric materials, measurement of electrical conductivity, and calculation of thermal conductivity of thermoelectric materials Electroanalysis method: material quality, one-direction solidification method: material quality, two-beam quality, electroanalysis material quality, void quality, low performance, future improvement point, etc.