权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

β－ＦｅＳｉ２ナノドット含有Ｓｉナノ構造を用いた熱電物性の独立制御技術の開発

利用含有β-FeSi2纳米点的Si纳米结构开发热电性能独立控制技术

基本信息

批准号：
17J00622
负责人：
坂根駿也
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J00622/
关键词：
熱電材料ナノドット鉄シリサイドシリコン歪み

项目摘要

本研究では、新規Si系熱電材料の開発に向けて、独自の極薄Si酸化膜技術を用いて鉄シリサイドナノドット含有Si薄膜を作製し、熱伝導率、電気伝導率、ゼーベック係数の3物性を独立制御することを目的として研究を行ってきた。これまで、鉄シリサイドナノドット含有Si薄膜において、Si層中に存在する積層欠陥のエネルギー障壁によって出力因子増大の可能性がある一方で、薄膜中の点欠陥が出力因子低減を招いていることが分かった。そこで、本年度は高温プロセスを用いて点欠陥を減少した鉄シリサイドナノドット含有Si薄膜を作製し、高出力因子と低熱伝導率を同時に達成することを目的とした。高温で形成した際に極薄Si酸化膜が壊れナノドットの形状が崩れることを防ぐため、極薄Si酸化膜を用いずにナノドットを形成し、高温で作製する手法を開発した。まず、Si (111) 基板上にFeを蒸着した後に、アニール処理をすることで、蒸着したFeとSi基板を反応させ、鉄シリサイドナノドットを形成した。次に、Siを高温 (750 ℃) で蒸着することでSi層を形成した。上記プロセスを繰り返すことで、鉄シリサイドナノドット含有Si薄膜を形成した。本試料を、ラマン分光法を用いて分析すると、Si-SiのTOフォノンに起因するスペクトルの半値幅が低温で作製した試料と比較して低減していることから、本試料が高結晶性であることが確認された。また、移動度の測定を行ったところ、低温で作製した試料と比較して移動度の増大が確認でき、ボルツマン輸送方程式を用いた計算により、点欠陥が減少していることを確認した。さらに、本試料は、低温で作製した試料と比較して2倍以上高い出力因子を示した。また、熱伝導率は低温で作製した試料と同等にバルクSiと比較して低減していた。すなわち、狙い通り点欠陥減少により、高出力因子と低熱伝導率を同時実現することに成功した。

In this study, the new Si series of materials are used to improve the performance of Si acidizing film technology. in this study, the use of thin Si acidizing film technology contains Si thin film in this study. in this study, the new series of materials are used in this study, the new system is used in the field of thin film acidizing technology, which contains Si thin film for the purpose of research. There is an Si film in the film, and there is an active factor in the Si film. There is a high possibility of the output factor in the film. The temperature of this year's high-temperature temperature system is low. This year, the temperature is low, and the temperature is low. The formation of thin Si acidizing film at high temperature is characterized by the formation of thin Si acidizing film, the formation of thin Acidizing film, the formation of thin Acidizing film, and the formation of high temperature acidizing film. The Fe on the Si substrate is steamed, and the Si substrate is formed. The secondary temperature and Si temperature (750C) are steaming at high temperature (750C). The temperature is low and the temperature is low. The Si temperature is low. This is the first time that the Si film has been formed in the first place. In this method, the material was analyzed by Si-Si, TO, and the cause was analyzed. The material was made at low temperature in half of the temperature range. The measurement of the degree of mobility is more accurate than that of the low temperature, and the equation is calculated by using the calculation method. The output factor of the raw material is more than 2 times higher than that of the low temperature material. Temperature, temperature, At the same time, you can see that you are successful at the same time that you are in short supply, high output factor and low performance rate at the same time.

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）

High thermoelectric performance in high crystallinity epitaxial Si films containing silicide nanodots with low thermal conductivity

含有低热导率硅化物纳米点的高结晶度外延硅薄膜的高热电性能

DOI：
10.1063/1.5126910
发表时间：
2019
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Sakane Shunya;Ishibe Takafumi;Hinakawa Takahiro;Naruse Nobuyasu;Mera Yutaka;Mahfuz Alam Md.;Sawano Kentarou;Nakamura Yoshiaki
通讯作者：
Nakamura Yoshiaki

ナノ構造化Si薄膜における構造制御による高熱電性能化

通过纳米结构硅薄膜的结构控制提高热电性能

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
野村光;Hon Kwan;乘松拓実;延壽耕平;安倍祥;堀内遊宇;後藤穣;鈴木義茂;坂根駿也
通讯作者：
坂根駿也

Simultaneous realization of thermoelectric power factor enhancement and thermal conductivity reduction in epitaxial Si films containing β-FeSi2 nanodots

含β-FeSi2纳米点的外延硅薄膜同时实现热电功率因数提高和热导率降低

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shunya Sakane;Takafumi Ishibe;Nobuyasu Naruse;Yutaka Mera;Md. Mahfuz Alam;Kentarou Sawano;Nobuya Mori;and Yoshiaki Nakamura
通讯作者：
and Yoshiaki Nakamura

Thermoelectric power factor enhancement based on carrier transport physics in ultimately phonon-controlled Si nanostructures