Door Cameron Chai
De wetenschappers van Materialen van de Universiteit van MIT en van Boston ontwikkelen een nieuw nanotechnologieontwerp om het elektrogeleidingsvermogen van een bulklegeringshalfgeleider zoals het Germanium van het Silicium met (SiGe) 30 tot 40% te verhogen.
Terwijl lang getaxeerd voor toepassingen op hoge temperatuur, heeft de bulklegeringshalfgeleider SiGe zich aan bredere goedkeuring wegens zijn lage thermo-elektrische prestaties en de hoge kosten van Germanium niet geleend. Een nieuw die nanotechnologieontwerp door onderzoekers van de Universiteit van Boston en MIT wordt gecreeerd heeft een 30 tot 40 percentenverhoging van thermo-elektrische prestaties getoond en de hoeveelheid duur Germanium verminderd.
De bulk hoge prestaties SiGedelivers wanneer gebruikt in thermo-elektrische toepassingen op hoge temperatuur, met inbegrip van radio-isotoop thermo-elektrische die generators op NASA- vluchtprogramma's worden gebruikt. Nochtans, zijn de bredere toepassingen van het materiaal beperkt wegens zijn lage thermo-elektrische prestaties en verhoogde kosten van Germanium.
De onderzoekers hebben aangetoond dat zij het elektrogeleidingsvermogen van de bulklegeringshalfgeleider door meer dan 50% konden opvoeren door het ontwerp van het materiaal te veranderen gebruikend een 3D modulatie-smerende strategieproces, dat algemeen in de thin-film halfgeleiderindustrie wordt gebruikt. Het 3D proces slaagde in het ontwikkelen van een apparaat in vaste toestand met een hoog cijfer van verdienste van ongeveer 1.3 bij 900 °C.
BO Yu, gediplomeerde onderzoeker bij de Universiteit van Boston, verklaarde dat verbeteren van het cijfer van verdienste van een materiaal als alle interne factoren dicht wordt geassocieerd met elkaar zeer uitdagend is. Als één factor wordt veranderd, dan kan andere ook veranderen, wat tot geen verbetering van de prestaties van het materiaal leidt. Vandaar, zoeken zich de onderzoekers het nieuwe kansen of ontwikkelen van nieuwe materiële systemen op dit gebied.
Het nieuwe ontwerp dat door MIT en van Boston de onderzoekers wordt ontwikkeld van de Universiteit vergt 30% minder Germanium in vergelijking met het standaardontwerp van de n-type de legeringsmaterialen van SiGe. Aldus, worden de totale die kosten voor vervaardiging van het materiaal worden vereist verminderd, dat voor innovatieve schone energietechnologieën kritiek is. ZhifengRen, professor van fysica bij de Universiteit van Boston, merkte op dat zij zich bij het uit de weg ruimen van kostenhindernissen van alle materialen concentreren die door hen worden bestudeerd. Het huidige onderzoekswerk ontvangt financieringssteun van het Centrum Zonne Thermische Omzetting van de In Vaste Toestand van de Energie.
Bron: http://www.bc.edu/