Poster - Nanowissen Bayern
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Nanostrukturierte thermoelektrische Materialien Nanostrukturierte thermoelektrische Materialien Nanostrukturierte thermoelektrische Materialien Prof. Dr. Martin S. Brandt , Dipl.-Phys. Anton Greppmair , Dr. rer. nat. Benedikt Stoib Prof. Dr. Martin S. Prof. Dr. Martin S. Thermoelektrische Thermoelektrische Anwendungen Thermoelektrische Anwendungen Anwendungen 1 1 1 Brandt1, Dipl.-Phys. Anton Greppmair1, Dr. rer. nat. Benedikt Stoib1 1Walter 1, Schottky 1, München Institut,Anton Technische Universität Brandt Dipl.-Phys. Greppmair Dr. rer. nat. Benedikt Stoib1 1Walter Schottky Institut, Technische Universität München 1Walter Schottky Institut, Technische Universität München Gesinterte Silizium-Germanium Dünnfilme Gesinterte Silizium-Germanium Dünnfilme Gesinterte Silizium-Germanium Dünnfilme 10 nm 10 nm druckbare hochkristalline druckbare Tinte aus hochkristalline druckbare Nanopartikel Tinte aus hochkristalline Nanopartikeln Nanopartikel Tinte aus Nanopartikeln Nanopartikel Nanopartikeln 10 nm Thermoelektrische Thermoelektrische Generatoren Thermoelektrische Generatoren Generatoren S22s Gütezahl ZT= Sks T Gütezahl ZT= S2ks T Gütezahl ZT= k T laser-gesinterte laser-gesinterte Nanopartikellaser-gesinterte Nanopartikelschicht Nanopartikelschicht schicht Ergebnisse Ergebnisse Ergebnisse Messung der Wärmeleitfähigkeit dünner Filme Messung der Wärmeleitfähigkeit dünner Filme Messung der Wärmeleitfähigkeit dünner Filme durch Infrarot-Thermographie Messung der Wärmeleitfähigkeit dünner Filme durch Infrarot-Thermographie zeiteffizient, hoher Probendurchsatz durch Infrarot-Thermographie zeiteffizient, hoher Probendurchsatz zeiteffizient, hoher Probendurchsatz Messung der Wärmeleitfähigkeit dünnernanostrukturierte Filme Optimierung der Analytik durch die der Raman-Shift-Methode Messung Wärmeleitfähigkeit dünner Filme Günther Benstetter, Alexander Hofer, Tobias Bertho durch die Raman-Shift-Methode durch die Raman-Shift-Methode Technische Hochschule Deggendorf Thermische und elektrische Eigenschaften nanostrukturierter Schichten? Hoch auflösende Charakterisierung von Materialparametern Methoden der Raster-Sonden-Mikroskopie und Raster-Elektronen-Mikroskopie Unterstützende Begleitung der Entwicklung und Fertigung nanostrukturierter Schichtsysteme für Thermogeneratoren erfolgreiche Messung erfolgreiche Messung von organischen thermoerfolgreiche Messung von organischen thermoelektrischen Materialen von organischen thermoelektrischen Materialen elektrischen Materialen Kombination von A ortsaufgelöste sim elektrischen Leitfäh Lokale hochauflöse thermischer Materi Bestimmung der M Bestimmung der th makroskopischen D freistehend präparierte Si/Ge-Dünnfilme freistehend präparierte Si/Ge-DünnfilmeErgebnisse bestimmte Wärmeleitfähigkeit: κ=0.1W/mK freistehend präparierte Si/Ge-Dünnfilme beschichtete Platin/Iridium Rastersonde bestimmte Wärmeleitfähigkeit:Graphen κ=0.1W/mK Gute Übereinstimmung mit Messungen mit bestimmte Wärmeleitfähigkeit: κ=0.1W/mK Volldiamantspitzen Laser-assistiertes nasschemisches Dotieren Beschichtung mit Graphen führt zu keiner Laser-assistiertes nasschemisches Dotieren merkbaren Erhöhung Dotieren des Spitzenradius Laser-assistiertes nasschemisches Verfahren zur Erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Verfahren zur Abnutzung Optimierung preiswerte Alternative mit hoher Verfahren zur Optimierung Haltbarkeit der Optimierung Lokale Charakterisierung der elektrischen Leitfähig der Leitfähigkeit Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit der Leitfähigkeit Quantitativ vergleichbar mit durch p- und makroskopischen Messung Leitfähigkeit durch p- und starke Schwankungen auf Mikro- und n-Dotierung. Nanometerskala durch pund n-Dotierung. Starker Einfluss der Strukturgröße auf di elektrische Leitfähigkeit n-Dotierung. 500 nm 600 500 nm Kooperation im Projektverbund Kooperation im Projektverbund Umweltschonende Tinten für TintenstrahlKooperation im Projektverbund UmweltschonendeTinten Tintenfür fürTintenstrahlTintenstrahlUmweltschonende druck thermoelektrischer Generatoren Umweltschonende Tinten für Tintenstrahldruckthermoelektrischer thermoelektrischerGeneratoren Generatoren druck druck thermoelektrischer Generatoren Projekt 7 Projekt 7 Projekt 7 Kristallorientierungen und Korngrößenverteilungen von laser-gesinterte Bestimmung der Struktur von Nanoanalytik der der lokalen Nanoanalytik lokalen NanopartikelschichtenelekNanoanalytikEigenschaften der lokalen elek-unabhängig elektrischen • Korngrößen sind weitgehend trischen Eigenschaften Nanoanalytik der lokalen elekvon der mesoskopischen Struktur des trischen Eigenschaften Gefüges trischen Eigenschaften • Untersuchung der Nanostruktur sowie der Kristallorientierung in ursprünglich von der Projekt 10 Oberfläche entfernten Projekt 10Bereichen Projekt 10 4 µm 500 nm 500 nm 500 nm G. J. Snyder, Small thermoelectric generators, The Electrochemical Society Interface, p.54 (Fall 2008) G. J. Snyder, E. Small thermoelectric generators, The Electrochemical Society Interface, (Fall 2008) S. Toberer, Complex thermoelectric materials, Nature Materials 7, 105p.54 (2008) E. S. Toberer, Complex thermoelectric materials, Nature Materials 7,architectures, 105p.54 (2008) K. et al., High-performance bulk thermoelectrics with all-scale hierarchical Nature 489, 414 (2012) G. Biswas J. Snyder, Small thermoelectric generators, The Electrochemical Society Interface, (Fall 2008) K. Stoib Biswas High-performance bulk thermoelectrics with all-scale Nature 489, 414 (2012) B. et et al.,al., Thermal conductivity ofthermoelectric mesoporous films measured byhierarchical Raman spectroscopy, Physics Letters, 104, 161907 (2014) G. J. Snyder, E. S. Toberer, Complex materials, Nature Materials 7, architectures, 105 (2008)Applied B. Biswas Stoib etet al.,al., Thermal conductivity of mesoporous filmswith measured byhierarchical Raman spectroscopy, Applied Physics Letters, 104, 161907 (2014) 29, 124005 (2014) Spatially Resolved Determination of Thermal Conductivity by Raman Spectroscopy, Semiconductor Science and Technology K. High-performance bulk thermoelectrics all-scale architectures, Nature 489, 414 (2012) Spatially conductivity Resolved Determination of of Thermal Conductivity byfilms, Raman Spectroscopy, Semiconductor and(2015) Technology Thermal of mesoporous films measured by Raman spectroscopy, Applied Physics Letters, 104, 161907 (2014) 29, 124005 (2014) B. Stoib et al., Laser-assisted wet-chemical doping sintered nanoparticle Advanced Electronic Materials 1, Science 201400029 Laser-assisted wet-chemical doping of sintered nanoparticle films, Advanced Electronic Materials 1,Science 201400029 B. Greppmair Stoib et al.,et Spatially Resolved Determination ofthermal Thermal Conductivity Raman Spectroscopy, Semiconductor and (2015) Technology 29, 124005 (2014) A. al., Measurement of the in-plane conductivity by by steady-state infrared thermography, Preprint arXiv:1608.00995 A. Stoib Greppmair al., Measurement of the in-plane conductivity by steady-state infrared thermography, arXiv:1608.00995 B. et al., et Laser-assisted wet-chemical dopingthermal of nanoparticle films, Advanced Electronic 1, 201400029 (2015) G. Schierning Silicon-based nanocomposites forsintered thermoelectric application, Physica Status SolidiMaterials A 213,Preprint 497 (2016) G. Greppmair Schierning et et al., al., Measurement Silicon-based of nanocomposites for thermoelectric Physica Status Solidi A 213,Preprint 497 (2016) A. the in-plane thermal conductivity application, by steady-state infrared thermography, arXiv:1608.00995 G. 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