並列タイトル等Generation of Giant Thermo-electric Power by Ultra-heavily Boron Doped SiGe and Its Application
タイトル（掲載誌）平成17(2005)年度 科学研究費補助金 基盤研究(B) 研究成果報告書概要 = 2005 Fiscal Year Final Research Report Summary
一般注記金沢大学自然科学研究科
・結晶性XRD測定によりSiGe膜結晶性を評価した結果、基板温度300-350℃では、結晶成長は起こらず、非晶質状態であった。400℃で非常にブロードな回折ピークが観られ、わずかながら結晶成長が確認された。またRHEED観察により膜成長は、ランダム配向ではなくエピタキシャル成長であることもわかった。500℃以上では鋭い回折ピークが現れ良好な結晶性となっていることがわかった。・抵抗率基板温度の上昇とともに基板温度400℃までは抵抗率が減少するが、400℃を境に再び上昇する結果を得た。これは、低温では非晶質構造であるためキャリアの生成が起こらない、あるいはキャリアが生成しても欠陥準位に束縛され移動できないためである。徐々に結晶化が進むと束縛が解け移動が可能になり抵抗率は減少する。しかし、高温成長では結晶性が良く真性半導体となるためキャリアが生成されにくくなり、抵抗率が再び上昇すると解釈される。結晶成長が開始した400℃では、適度な結晶欠陥が存在しそれがキャリアを生成し、結晶化した領域を伝導するため抵抗率の低下が見られたと考えられる。・ゼーベック係数作製したSiGe膜は、1.5-2mV/KというバルクSiGeの3倍以上の熱起電能を示した。抵抗の低い試料でややゼーベック係数が小さくなったが、作製温度や結晶性との相関は観られなかった。・熱電性能測定された抵抗率とゼーベック係数よりその材料から取り出せる有能電力すなわちパワーファクターを見積もったところ、7.2x10^<-2>Wm^<-1>K^<-2>という非常に大きな値が得られた。また、バルクSiGeの熱伝導率を用いて無次元性能指数を計算するとZT=1.3が求められ、有望な熱電材料であることを示した。
Crystallinity :Crystalline growth of SiGe films was slightly observed to take place at 400℃ from XRD measurement. Below that the films were amorphous structure. The films were confirmed epitaxially grown from RHEED observation. Above 500℃, crystallinity was improved.Resistivity :Until 400℃, film resistivity decreased with increasing growth temperature but above that, resistivity was increased again. This phenomena is explained that at low temperature carrier is not generated because of the amorphous structure. While crystalline growth proceeds, carrier comes to be generated. Under almost perfect crystalline structure, however, resistivity increases again because of intrinsic semiconductor resulting in no carrier genneration. The reason of low resistivity at 400℃ is considered that appropriate crystalline defects generated carriers, which could conduct within the crystallized region.Seebeck coefficient :SiGe films prepared showed large Seebeck coefficients of 1.5-2.0mV/K which is more than 3 times larger than that of bulk SiGe. No special coreration was observed on Seebeck coefficient with samples.Thermo-electric performances :Power factor was estimated from the Seebeck coeffcient and resistivity and showed as high as 7.2x10^<-2>Wm^<-1>K^<-2>. Moreover, the non-dimensional figure of merit Z reached ZT=1.3 at room temperature. This value shows useful for practical use.
研究課題/領域番号:15360161, 研究期間(年度):2003 – 2005
出典：「超高濃度ホウ素ドープSiGeによる巨大熱超電力の発現とその応用」研究成果報告書 課題番号15360161（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-15360161/153601612005kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成
一次資料へのリンクURLhttps://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=57151&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
関連情報https://kaken.nii.ac.jp/ja/search/?kw=40162359
https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-15360161/
https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-15360161/153601612005kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）