研究課題
本研究は，量子効果デバイスを高温動作可能にするためのペルチェ冷却基板の開発を目指している．本年度得られた主な成果を以下に示す．（１）混晶膜にすることにより熱伝導率の低減が期待できるが，同時にゼーベック係数を保つことが必要となるため，SiGe混晶のゼーベック係数の解明を行った．p型のSi，Ge，およびSiGe混晶のゼーベック係数の測定データと理論計算値を用いて，フォノンドラッグ効果がフォノン速度，フォノンの平均自由行程，格子散乱に起因するキャリア移動度により決定されることを明らかにした．さらにこの結果に基づいて，SiとGeの物性パラメータを内挿することにより，SiGe混晶のゼーベック係数が予測できることを見出した．（２）Siナノワイヤサーモパイル作製プロセスを開発するために，収束イオンビーム（FIB）によるn型SOI（Si on insulator）層へのGaイオン注入を行い，Siナノワイヤサーモパイルの作製を進めている．Geドープによるp型Siの形成を確認し，そのゼーベック係数について，フォノン輸送の観点から解析を行った．共ドープ効果よりはむしろ，サイズ効果が現れることを見出した．（３）混晶膜や共ドープによる熱伝導率の低減が期待されるため，ナノワイヤ材料の熱伝導特性を精度よく測定する新しい技術を開発している．提案する手法では，電子線による周期加熱と赤外線センサによる温度変化検出を用いるため，非接触かつ非破壊で試料の熱伝導特性を計測できる．昨年度構築した，ハロゲン加熱による同じ原理の装置を用いて得られたバルクSiおよびバルクCuの熱拡散率が，報告値とほぼ一致することを確認し，この非接触法によりバルク材料の熱拡散率を測定できることを示した．現在は，測定精度の更なる向上を目指して，改良を含めた実験装置の再構築を行っている．
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すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)
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