Mikro Thermoelektrische Generatoren

Wir starten im Zentralen Reinraumlabor der TU Bergakademie Freiberg mit der Herstellung und Untersuchung der thermoelektrischen Dünnschichten und Messstrukturen, dessen Ziel die Produktion eines Mikro-Thermoelektrischen Generators ist. Hierfür werden für Interessenten Themen für Literatur- sowie Masterarbeiten angeboten:

 

Thema Literaturarbeit:

Thermoelektrische Messungen an dünnen Schichten, Theorie, Messaufbau und Zuverlässigkeit.

 

Thema Masterarbeit:

Thermoelektrische (TE) Generatoren (TEG) sind Halbleitersysteme, die Abwärme in elektrische Energie umwandeln. Erfolgreiche Anwendungen der TEG basieren auf ihren kleinen Dimensionen, ihrer Robustheit in anspruchsvollen Umgebungen und kurzen Reaktionszeiten. Kleine Dimensionen und die Integration in mikroelektronische Bauteile werden durch integrierte Dünnschichtsysteme, sogenannte µTEGs realisiert, bei denen das thermoelektrische Material 100 nm bis einige µm dick sein kann.
Die Bewertung neuer potentieller thermoelektrischer Materialien erfolgt über Messungen des Wärmetransportes und der elektrischen Leitfähigkeit. Für die thermoelektrische Charakterisierung dünner Schichten muss das Substrat sowie die Probengeometrie berücksichtigt werden.
Ziel der Masterarbeit ist es, eine Teststruktur für thermoelektrische Messungen an dünnen Schichten herzustellen, zu testen und zu bewerten. Hierzu wird das gut untersuchte SiGe als Referenz-Thermoelektrikum verwendet. Die Messstrukturen basieren auf der weitverbreiteten Van-der-Pauw Struktur (Abbildung rechts [1]), die zur Messung des elektrischen Widerstandes genutzt wird. Diese Struktur soll für thermoelektrische Messungen modifiziert werden. Die Herstellung der thermoelektrischen Schichten und der Messstrukturen erfolgen im Zentralen Reinraumlabor der TU Bergakademie Freiberg.

Literatur: [1] Appl. Phys. Lett. 99 (2011) 022102, [2] Adv. Mater. 22 (2010) 4303