JP2012253302A - 熱電素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板と、前記基板上に垂直方向に配向したナノワイヤと、前記ナノワイヤを母体として前記ナノワイヤの少なくとも表面に付着した熱電材料からなる微粒子により形成される微粒子膜とで熱電素子を形成する。
【選択図】図1
Description
ZT=S2σT/κ
となる。したがって、熱伝導率κが小さいほど無次元性能指数ZTが大きくなり、電気伝導率σが大きいほど無次元性能指数ZTが小さくなる。
また、微粒子膜5を構成する微粒子4の材料としては、上記の無次元性能指数ZTの式から明らかなように、導電性を有し且つ低熱伝導率の材料である必要があるので、ZnO或いはZnAlOを用いる。
2 触媒微粒子
3 ナノワイヤ
4 微粒子
5 微粒子膜
6 触媒膜
7 開口欠陥部
11 基板
12 レジスト
13 下部電極
14 レジスト
15 Ni膜
16 Ni微粒子
17 ZnOナノワイヤ
18 ZnO微粒子
19 ZnO微粒子膜
20 レジスト
21 コンタクトホール
22 接続配線
23 レジスト
24 上部電極
31 Fe膜
32 Fe微粒子
33 CNT
34 開口欠陥部
Claims (6)
- 基板と、
前記基板上に垂直方向に配向したナノワイヤと、
前記ナノワイヤを母体として前記ナノワイヤの少なくとも表面に付着した熱電材料からなる微粒子により形成される微粒子膜と
を有することを特徴とする熱電素子。 - 前記ナノワイヤがZnO或いはZnAlOからなり、
前記微粒子がZnO或いはZnAlOからなることを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。 - 前記ナノワイヤが、少なくとも側壁に開口欠陥部を有するカーボンナチューブからなり、
前記微粒子がZnO或いはZnAlOからなり、
前記微粒子が前記開口欠陥部を介してカーボンナノチューブの内部にも侵入していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱電素子。 - 基板上に第1の電極を形成する工程と、
前記電極上に触媒膜を形成したのち、熱処理により前記触媒膜を触媒粒子に変換する工程と、
前記触媒微粒子を成長核としてナノワイヤを成長する工程と、
前記ナノワイヤの少なくとも側面に熱電材料から微粒子を付着させて微粒子膜を製膜する工程と、
前記微粒子膜上に第2の電極を形成する工程を
有することを特徴とする熱電素子の製造方法。 - 前記ナノワイヤの成長工程が、カーボンナノチューブの成長工程であり、
前記微粒子膜の製膜工程の前に、前記カーボンナノチューブを酸素雰囲気下で熱処理することによって前記カーボンナノチューブの少なくとも側面に開口欠陥部を形成する工程を有することを特徴とする請求項4に記載の熱電素子の製造方法。 - 前記第1の電極を複数個設け、
前記第2の電極を形成する工程の前に、前記カーボンナノチューブ及び前記微粒子膜をレジスト膜で被覆する工程と、
前記レジスト膜に前記第1の電極に達する開口を形成し、前記開口部を導電体で埋め込んで接続配線を形成する工程と、
前記カーボンナノチューブ及び前記微粒子膜の頂部を露出させた後、前記第2の電極を、隣接する第1の電極に接続する接続配線に接続するように形成する工程を有することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の熱電素子の製造方法。
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