熱電材料は、温度勾配を電圧に変換する熱電発電機に使用される。

熱電材料の性能を評価するには、いわゆる 功利指数(ZT)は、熱電材料の性能を評価するために使用されます。

熱伝導率 熱伝導率, 電気伝導率そして ゼーベック係数を知らなければならない。

対応するバルク材料と比較して、金属薄膜は熱伝導率および電気伝導率が低く、ゼーベック係数は影響を受けにくいため、ZT値が高くなる。

金属薄膜は、集積回路の製造など、産業界で頻繁に使用されている。

App. Nr. 02-013-002 TFA – thermoelectric thin film – thermoelectric properties – metals&alloys 1
App. Nr. 02-013-002 TFA – thermoelectric thin film – thermoelectric properties – metals&alloys 2

DCマグネトロンスパッタリング法により作製した厚さ100nmの金(Au)ナノ層について、225Kから375Kの温度範囲で電気伝導率、熱伝導率、ゼーベック係数を測定した。

ZTはこれらのパラメーターから計算された。

この薄膜の熱伝導率と電気伝導率の測定値は、バルク材料の約半分であった。

古典的なサイズ効果の明らかな影響を示す結果を確認したところ、Wiedemann-Franzの法則と完全に一致した。

適切な測定装置