TFA – thermoelektrische Dünnschicht – thermoelektrische Eigenschaften – Metalle und Legierungen
Vollständige ZT – Charakterisierung der Gütezahl einer metallischen, thermoelektrischen Dünnschicht/Seebeck-Koeffizient/elektrische Leitfähigkeit/Wärmeleitfähigkeit
Thermoelektrische Materialien werden in thermoelektrischen Generatoren verwendet, die einen Temperaturgradienten in eine Spannung umwandeln. Zur Charakterisierung der Leistung eines thermoelektrischen Materials wird die sogenannte Gütezahl (ZT) verwendet. Zur Berechnung der Gütezahl müssen Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit und der Seebeck-Koeffizient bekannt sein. Metallische Dünnschichten weisen im Vergleich zu den entsprechenden Schüttgütern geringere thermische und elektrische Leitfähigkeiten auf, während der Seebeck-Koeffizient weniger beeinflusst wird, was zu höheren ZT-Werten führt. Metallische Dünnschichten werden in der Industrie häufig verwendet, beispielsweise bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen.
App. Nr. 02-013-002 TFA – thermoelektrische Dünnschicht – thermoelektrische Eigenschaften – Metalle und Legierungen
1
App. Nr. 02-013-002 TFA – thermoelektrische Dünnschicht – thermoelektrische Eigenschaften – Metalle und Legierungen
2
Die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit und der Seebeck-Koeffizient wurden in einem Temperaturbereich von 225 K bis 375 K auf einer Nanoschicht Gold (Au) mit einer Dicke von 100 nm gemessen, die durch DC-Magnetron-Sputtern hergestellt wurde. Aus diesen Parametern wurde ZT berechnet. Die gemessene thermische und elektrische Leitfähigkeit dieser Dünnschicht betrug ca. die Hälfte von der des Schüttguts. Die Ergebnisse, die einen deutlichen Einfluss des klassischen Größeneffekts zeigten, wurden überprüft und stimmten perfekt mit dem Wiedemann-Franz-Gesetz überein.
