(Invited) Composition and Strain Engineering of New Group-IV Thermoelectric Materials
Notice bibliographique
Résumé
Sequential integration of thermoelectric generators (TEGs) on a silicon wafer is essential for next-generation electronics such as internet-of-things sensing network as an energy-harvesting device. A guideline of thermoelectric performance is defined as dimensionless figure of merit, zT = S 2 σT / κ , which is calculated from Seebeck coefficient ( S ), electrical conductivity ( σ ), thermal conductivity ( κ ), and absolute temperature ( T ). Germanium tin (Ge 1 − x Sn x ) binary alloys theoretically possess a low κ [1] and a high σ [2], implying that Ge 1 − x Sn x enables high-performance TEGs. In our previous study on the thermal conductivity of Ge 1 − x Sn x epitaxial layer grown on (001)-oriented Ge [3], it was revealed that a very low κ of 2.0 W/mK was obtained for a Ga-doped Ge 0.929 Sn 0.071 epitaxial layer. The value is at least 77 and 30 times lower than that for bulk-Si (156 W/mK) and bulk-Ge (60 W/mK) [4], respectively, and same order with that for amorphous Si (1−2 W/mK) [5]. However, thermoelectric properties of the epitaxial layers could not be clarified because the underlying substrates were not electrical insulators. It is therefore, in this study, we aim to reveal thermoelectric properties of Ge 1 − x Sn x epitaxial layers with a wide range of Sn contents grown by low-temperature molecular beam epitaxy. Here, semi-insulating wafers of Si, GaAs, and InP were used as a substrate in order to isolate electrically from the substrates. Combined with the results for the polycrystalline films, we will establish a guideline for enhancing the zT value in narrow band-gap group-IV materials. Acknowledgments: This work was partially supported by Grants-in-Aid for Scientific Research (S) (Grant No. 26220605) and Young Scientists (A) (Grant No. 17H04919) from JSPS in Japan and PRESTO (Grant No. JPMJPR15R2) from JST in Japan. References: [1] S. N. Khatami and Z. Aksamiji, Phys. Rev. Appl. 6 , 014015 (2016). [2] K. L. Low et al. , J. Appl. Phys. 112 , 103715 (2012). [3] M. Kurosawa et al. , “Thermophysical characterizations of Ge 1 − x Sn x epitaxial layers aiming for thermoelectric device,” 9th International Conference on Silicon Epitaxy and Hetero-structures (ICSI-9), Montreal, Canada, 4.4.1, May 21, (2015). [4] C. J. Glassbrenner and G. A. Slack, Phys. Rev. 134 , A1058 (1964). [5] D. G. Cahill et al. , J. Vac. Sci. Technol. A 7 , 1259 (1989).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».