Development of high-efficiency thermoelectric module using Si nanowier structures

利用硅纳米结构开发高效热电模块

• 批准号: 19560701
• 负责人: IKEDA Hiroya
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19560701/
• 关键词: 熱電変換材料; シリコンナノ構造; ゼーベック係数; SOI基板; KFM(表面電位顕微鏡); 表面電位顕微鏡(KFM); 単電子冷却

本研究では, シリコン微細加工技術を礎として, ナノ構造の導入によりシリコン系熱電変換材料の性能指数の向上を目指した.(1)ナノメートルサイズまで薄層化したn型SOI層におけるゼーベック係数の測定を行い, キャリア濃度に対するユニバーサルカーブを得た. そのカーブはバルクシリコンの結果と一致しており, SOI構造に由来する効果は特に見られなかった. また、高不純物濃度領域(3×10^(19) cm^(-3) 以上)において, ゼーベック係数の向上が観察された. これは, 不純物バンドの形成が原因であると考えられる.(2)KFM(表面電位顕微鏡)を用いて, 温度差を与えたシリコン基板の表面電位を測定しゼーベック係数を評価したところ, S=-0.71 mV/K が得られた. この値は, これまでの測定方法で得られた値に近い値であり, KFMによりナノ構造材料のゼーベック係数測定が可能であることを示した.

This study で は, シ リ コ を ン microfabrication techniques development と し て, ナ ノ tectonic の import に よ り シ リ コ ン の is の thermoelectric variations in material performance index up を refers し た. (1) ナ ノ メ ー ト ル サ イ ズ ま で thin layer change し た n-type SOI layer に お け る ゼ ー ベ ッ ク coefficient の を い, キ ャ リ ア concentration に す seaborne る ユ ニ バ ー サ ル カ ー ブ を た. そ の カ ー ブ は バ ル ク シ リ コ ン の と consistent し て お り, SOI structure に origin す る unseen fruit は, see に ら れ な か っ た. ま た, high impurity concentration field (3 x 10 ^ (19) cm ^ (3) above) に お い て, ゼ ー ベ ッ ク coefficient の upward が 観 examine さ れ た. こ れ は, impurity content バ ン ド の が cause で あ る と exam え ら れ る. (2) the KFM (micro mirror surface potential 顕) を い て, temperature difference を and え た シ リ コ の ン substrate surface potential を determination し ゼ ー ベ ッ を ク coefficient evaluation 価 し た と こ ろ, S = 0.71 mV/K が have ら れ た. こ の numerical は, こ れ ま で の で determination method ら れ た numerical に nearly い numerical で あ り, KFM に よ り ナ ノ structure material の ゼ ー ベ ッ ク coefficient determination が may で あ る こ と を shown し た.

项目成果

SOI基板におけるゼーベック係数

SOI 衬底中的塞贝克系数

• 发表时间: 2008
• 作者: 池田浩也;ファイズサレ;浅井清涼
• 通讯作者: 浅井清涼

Siナノ構造の熱電特性

硅纳米结构的热电性能

• 发表时间: 2007
• 作者: 山下 尚見;池田 浩也
• 通讯作者: 池田 浩也

Electrical manipulation of individual dopants and electrons in silicon nanowire field-effect transistors

硅纳米线场效应晶体管中单个掺杂剂和电子的电操纵

• 发表时间: 2008
• 作者: 橋本彰博;松下朋哉;Rusdin Andi;小松利光;Daniel Moraru
• 通讯作者: Daniel Moraru

Thermoelectric characteristics of ultrathin SOI layers

超薄SOI层的热电特性

• 发表时间: 2008
• 作者: ファイズサレ;浅井清涼;池田浩也;H. Ikeda;H. Ikeda
• 通讯作者: H. Ikeda

Thermoelectric characteristics of 2D Si slab structure on SOI wafer

SOI 晶圆上 2D Si 板片结构的热电特性

• 发表时间: 2008
• 作者: 池田浩也;ファイズサレ;浅井清涼;H. Ikeda and N. Yamashita
• 通讯作者: H. Ikeda and N. Yamashita