Разработка и исследование конструкции и технологии высокоэффективных термоэлектрических устройств

• Автор: Боженарь, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с.

Методики расчета теилофизических параметров термоэлектрических устройств. Основные результаты и выводы по 3 главе








В настоящее время основным материалом для теплопереходов можно считать керамику на основе АЬОз Для использования в промышленных образцах ТЭМ применяются следующие марки керамики ВК поликор лучшая марка из отечественной керамики, содержит до I рубалит аналог ВК, производится Германии. В работе 1 было предложено использовать в качестве теплопереходов метал диэлектрические М матрицы, что позволит значительно снизить себестоимость устройств, т. Использование алюминиевых коммутационных матриц, приведет к уменьшению массы ТЭМ, а следовательно к увеличению его быстродействия. Применение металла позволит изготавливать коммутационные матрицы любой формы и размеров, а также предполагает возможность автоматизации сборки ТЭМ. При использовании М матриц существенно облегчается. ТЭМ с объектами охлаждения и стабилизации температуры, в том числе интегральными схемами. Особое место, в совершенствовании технологии производства термоэлектрических устройств, принадлежит получению омических контактов к термоэлементам.


Хороший омический контакт должен иметь удельное сопротивление менее КГ Омм2. В случае контакта к термоэлектрическим материалам необходимо, чтобы эта величина не превышала 9 Омм2. Необходимым условием существования омического контакта на границе металл
полупроводник является низкое значение барьера Шоттки. С барьером Шоттки связаны два механизма проводимости термоэлектронная эмиссия и туннелирование . Этим механизмам, соответственно, отвечают два эмпирических способа изготовления контактов. Первый заключается в выборе металла по работе выхода, который образует с полупроводником низкий барьер Шоттки. Омические контакты можно получить при использовании металлов с работой выхода меньшей, чем у полупроводника типа и большей, чем у полупроводника ртипа. Однако, удовлетворяющих этому условию комбинаций металлполупроводник очень мало. В тоже время, экспериментально для большинства полупроводников было обнаружено, что энергетический барьер не зависит от работы выхода металла, а определяется плотностью поверхностных состояний. Второй, наиболее широко используемый способ изготовления омических контактов сильное легирование полупроводника у контакта достаточное для того, ч тобы обеспечить туннелирование носителей тока через барьер. Таким образом, на контакте металл полупроводник с высоким уровнем легирования, преобладает туннельная компонента тока, которая экспоненпиально зависит от Дг1 . Л концентрация свободных носителей тока Ь постоянная Планка. Из уравнения видно, что в туннельной области удельное сопротивле
ние контакта экспоненциально зависит от
г.