2005 Fiscal Year Annual Research Report
超高濃度ホウ素ドープSiGeによる巨大熱超電力の発現とその応用
| Project/Area Number |
15360161
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
佐々木 公洋 金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (40162359)
|
|---|
| Keywords | 熱電効果 / SiGe / 歪み緩和 / エピタキシャル成長 / パワーファクター / ゼーベック係数 / 結晶欠陥 / ZT |
|---|
| Research Abstract |
・結晶性
XRD測定によりSiGe膜結晶性を評価した結果、基板温度300-350℃では、結晶成長は起こらず、非晶質状態であった。400℃で非常にブロードな回折ピークが観られ、わずかながら結晶成長が確認された。またRHEED観察により膜成長は、ランダム配向ではなくエピタキシャル成長であることもわかった。500℃以上では鋭い回折ピークが現れ良好な結晶性となっていることがわかった。
・抵抗率
基板温度の上昇とともに基板温度400℃までは抵抗率が減少するが、400℃を境に再び上昇する結果を得た。これは、低温では非晶質構造であるためキャリアの生成が起こらない、あるいはギャリアが生成しても欠陥準位に束縛され移動できないためである。徐々に結晶化が進むと束縛が解け移動が可能になり抵抗率は減少する。しかし、高温成長では結晶性が良く真性半導体となるためキャリアが生成されにくくなり、抵抗率が再び上昇すると解釈される。結晶成長が開始した400℃では、適度な結晶欠陥が存在しそれがキャリアを生成し、結晶化した領域を伝導するため抵抗率の低下が見られたと考えられる。
・ゼーベック係数
作製したSiGe膜は、1.5-2mV/KというバルクSiGeの3倍以上の熱起電能を示した。抵抗の低い試料でややゼーベック係数が小さくなったが、作製温度や結晶性との相関は観られなかった。
・熱電性能
測定された抵抗率とゼーベック係数よりその材料から取り出せる有能電力すなわちパワーファクターを見積もったところ、7.2x10^<-2>Wm^<-1>K^<-2>という非常に大きな値が得られた。また、バルクSiGeの熱伝導率を用いて無次元性能指数を計算するとZT=1.3が求められ、有望な熱電材料であることを示した。
|
Research Products
(6 results)
