Fabrication and thermoelectric characterization of nanostructured Silicon

Abstract

Diese Dissertation setzt sich aus einer Einführung in das Gebiet der Thermoelektrik sowie 3 weiteren Kapiteln zusammen, welche jeweils einen Aspekt von nanostrukturiertem Silicium im Hinblick auf eine mögliche Verwendung als thermoelektrisches Materials untersuchen. In Kapitel 2 wird die Herstellung einkristalliner und homogener Silicium Nanodrahtfelder unter Verwendung von Laserinterferenzlithografie und nasschemischen Ätzen gezeigt. Mit den verwendeten Methoden konnten Drähte mit Durchmessern bis zu 65 nm großflächig hergestellt werden. In Kapitel 3 wird eine Messmethode zur vollständigen Charakterisierung von thermoelektrischen Materialien vorgestellt. Diese im Rahmen der Arbeit entwickelte Messmethode erlaubt die quasi-gleichzeitige Messung der elektrischen und der thermischen Leitfähigkeit sowie des Seebeckkoeffizienten und ther thermoelektrischen Gütezahl. In Kapitel 4 werden die thermoelektrischen Eigenschaften von porösem Silicium untersucht. Messungen der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit sowie der Gütezahl zeigen, dass es möglich ist, die thermoelektrischen Eigenschaften gegenüber Bulk-Silicium zu verbessern.