Project Details
Projekt
Synthese und Charakterisierung von thermoelektrischen Multischicht-Nanostäben von Pb-Bi-(S, Se, Te)-Verbindungen
Subject Area
Experimental Condensed Matter Physics
Term
from 2006 to 2010
Project identifier
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5470540
Multischicht-Nanostäbe von Pb-Bi-(S, Se, Te)-Verbindungen sollen mittels elektrochemischer Abscheidung aus organischen Elektrolyten (z.B. DMSO) in Al2O3-Membranstrukturen erzeugt werden. In Vorarbeiten wurden bereits erfolgreiche Bi-S- und Pb-Bi-S-Nanosynthesen durchgeführt. Hierauf aufbauend sollen thermoelektrische Multischichtstäbe (z.B. PbS/PbTe oder Bi2S3/Bi2Te3-Segmente) mit Durchmessern im Bereich von 10 bis 50 nm und Längen von 5 bis 100 µm im cm2-Maßstab in den A12O3-Membranen hergestellt werden. Ein segmentierter Aufbau der Nanostäbe in der Längsrichtung mit 2 bis 10 nm dünnen Lagen lässt Quanteneffekte erwarten, wodurch gemäß theoretischer Berechnungen von M.S. Dresselhaus et al. (MIT, Boston, USA) die thermoelektrische Kennzahl figure of merit erhöht werden kann. Da diese Effekte erst bei Schichtdicken < 15 nm auftreten, erfolgt die Deposition von sub-10-nm Lagen automatisiert mit Hilfe eines Roboters. In Zusammenarbeit mit Projekten der FOR 522 sollen die strukturellen Eigenschaften hinsichtlich Kristallinität und Orientierung (XRD, REM, TEM) und die halbleitenden Eigenschaften der thermoelektrischen Nanostäbe hinsichtlich der Bandlücke und Dotierung untersucht werden. Ferner ist die Bestimmung der thermischen Eigenschaften (z.B. thermische Leitfähigkeit und Seebeck-Koeffizienten) in Kooperation mit der AG Eckard Müller am DLR (Deutsches Institut für Luft- und Raumfahrt Köln) geplant.
DFG Programme
Research Units
