Siナノ構造の熱電特性と測定技術の構築

摘要

シリコンのナノ構造化により，熱電変換デバイス性能の向上が期待されている．シリコンのゼーベック係数にはフォノンドラッグの効果も強く寄与しているが，その詳細はまだ明らかになっていない．本研究では，極薄SOI（Si on insulator）層やSiマイクロリボン構造の実験結果を基にして，フォノンドラッダの効果についてフォノン輸送の観点から考察を行った結果を報告する．また，ナノ構造材料に適用可能な新しい熱電特性評価方法として，ケルビンプローブフォース顕微鏡（KFM）を用いたゼーベック係数測定技術を確立し，極薄SOI層の測定によりその有用性を実証した．さらに，走査電子顕微鏡（SEM）と赤外線熱画像カメラを組み合わせた，ナノワイヤ材料に適用可能な熱拡散率測定手法についても紹介する．