Measurement of thermoelectric characteristics of Ge/Si core-shell nanowires

Measurement of thermoelectric characteristics of Ge/Si core-shell nanowires ○森田 広大 1, 野口 智弘 1, Marolop Simanullang 1, 宇佐美 浩一 1, 河野行雄 1,2, 小寺 哲夫 2, 小田 俊理 1,2 (1.東工大量子ナノ研セ、2.東工大電子物理 ) ○Koudai Morita1,Tomohiro Noguchi1, , Marolop Simanullang1, Koichi Usami1, Yukio Kawano1, Tetsuo Kodera2, Shunri Oda1 (QNERC1 & Dept. of Phys. Electron.2, Tokyo Tech.) E-mail: morita.k.aj@m.titech.ac.jp [はじめに] 半導体ナノワイヤは低い熱伝導率を持つ半導体材料である[1]。また Ge/Si コアシェルナノワ イヤ(以下、Ge/Si NW)は、ドーピングなしで p型半導体として動作するため、低い熱伝導率と高い電気 伝導率が期待されている熱電材料である[2][3]。我々は Ge/Si NWを使った熱電素子開発に向けて、Ge/Si NWの作製と熱電特性評価を行った。 [実験]VLS成長法によって本研究室で作製したGe/Si NWとSi NWを用いて、シリコン基板上に熱電特性 測定用デバイス(Fig.1)を作製した。このデバイスを用いてGe/Si NW とSi NWの電気特性評価を行い、 デバイス上に作製したヒーター(Fig.1)を用いて50~350[K]の低温領域にて熱電特性測定を行った。 [結果] 電気特性評価から Ge/Si NW と Si NW 共に p 型のバックゲート依存性(Fig.2)を観測することが でき、それぞれノーマリーオン、ノーマリーオフの特徴が観測された。また熱電特性評価の結果、300[K] 付近で Ge/Si NWのパワーファクターが最大となり、参考論文[2]の結果よりも 10~100倍以上の値を観 測できた(Fig.3)。これらの結果から Ge/Si NWは室温でも有効 な熱電材料であることが期待できる。 [謝辞] 本研究は科研費(26249048, 26630151, 26709023)、文 部科学省 COI-T事業の助成の基に遂行された。