IoT 장비 주행을위한 소형 바카라 필승법 요소 개발

IoT (사물 인터넷)가 빠르게 인기를 얻고 있으며 다양한 IoT 장치와 장치 및 장치를 활발하게 개발하고 있습니다 이 IoT 장치를 독립적으로 구동 할 목적으로 전원 공급 장치, 센서 등을 응용하려면바카라 필승법 변환(Seebeck Effect) [용어집 1]가 사용될 것으로 예상됩니다 고체 재료에서 온도 차이가 발생할 때 발생하는 바카라 필승법 전환은 열 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 물리적 현상이며, 운전 부분이 없기 때문에 장수, 유지 보수가없고 높은 신뢰성과 같은 다양한 이점이 있습니다에너지 수확9760_9963반도체 미세 가축 기술[3]π- 유형 바카라 필승법 요소[4]가 프로토 타입으로 만들어졌습니다

박막 샘플을 사용한 종래의 바카라 필승법 장치, CMOS 및 MEMS 프로세스와 호환되는 SIGE 시스템뿐만 아니라 널리 사용되는 BI-TE 및 PB-TE 시스템 바카라 필승법 반도체가 사용되었습니다 이 연구에서는 독성 요소, 저렴한 비용 및 낮은 환경 영향이 없습니다Group II – IV 화합물 바카라 필승법 반도체[5] MG₂sn_0.8ge_0.2p- 타입 층 재료로 사용되었다 최근 몇 년 동안,이 연구 그룹은 MG₂sn_0.8ge_0.2의 박막 샘플을 성공적으로 제작했습니다 이 MG₂sn_0.8ge_0.2를 사용하여 제조되었다 P- 타입 층으로서, 실온에서 형성 될 수있는 Bismuth (BI)를 사용한 N- 타입 층 MG₂sn_0.8ge_0.2(필름 두께 240 nm)는 높은 결정도 및 결정 방향을 가진 에피 택셜 박막입니다분자 빔 에피 택시 방법[6]는 사파이어 (0001) 단결정 기판에 형성되었다 이 박막 샘플은 깨끗한 방에서 수행됩니다Photolithography[7] 및드라이 에칭P- 타입 층을 연결하는 전극 층 및 N- 타입 층을 CR (10 nm, 접촉) / Ni (100 nm) / Pt (10 nm, 상단) 3 층 전극으로 채택하여 접착력, 기계적 내구성 및 반복 온도 변화를 고려했습니다 IoT 장치를 구동하는 데 필요한 출력 전압을 얻기 위해 12mm 정사각형 영역 내에서 마이크로 머시 니에 의해 36 π 접합이 형성되었다 P- 타입 및 N- 타입 층의 폭은 150 μm이고, P- 타입 및 N- 타입 층 사이의 갭은 20 μm였다

제조 된 평면 π- 타입 바카라 필승법 요소는 박막 샘플에 기초하여 제조 된 유사한 바카라 필승법 요소와 비교하여 더 큰 출력 전압 (> 05V) 및 최대 출력 (06 μW)을 나타냈다 IoT 장치를 구동하기위한 지침으로 05V 이상의 전원 공급 장치 전압이 필요하지만이 요소는이를 달성 할 수있었습니다 또한, p- 타입 층의 단면적을 고려하여 계산 된 최대 출력 밀도는 21MW · cm^-2도달했습니다 이 값은 박막 모듈의 최고 수준이며 상업적으로 이용 가능한 벌크 모듈의 1/100 ~ 1/10에 도달합니다 미세 가축 건조 에칭 공정 동안 발생하는 P- 타입 및 N- 타입 층의 손상 및 손실을 고려하더라도 높은 수준의 미세 가공이 적용되는 것으로 밝혀졌다

많은 전자 장치 및 전자 장치에서 작동 중에 발생하는 열이 방출되어 온도가 크게 상승합니다 특히, 컴퓨터의 CPU와 같은 전자 장치에서 많은 장치가 고밀도의 작은 공간에 내장되어 있으므로 내부 열 밀도 (수천 ~ 10,000 W cm)가 구동됩니다 (수천 ~ 10,000 W cm)^-2)는 태양과 비슷한 높은 값입니다 비정상적으로 높은 열 밀도를 갖는 전자 장치 및 바카라 필승법 장치의 이러한 융합은 IoT 장치뿐만 아니라 다양한 전자 장치 및 전자 장치 및 센서의 적용과 통합 할 수있는 새로운 가능성을 갖는 것으로 생각된다 이 연구는 바카라 필승법 전환을위한 새로운 가능성을 목표로하는 첫 번째 단계이며, 소형화 및 소형화를 통해 IoT 장치와 다양한 전자 장치가 더욱 정교하고 실용화 될 것으로 예상됩니다

제목 : 미세 가공에 의해 제조 된 II – IV 반도체 박막으로 구성된 소형화 된 평면 내 유형 바카라 필승법 장치
저자 : Isao Ohkubo (NIMS), Masayuki Murata (Aist), Mariana S L Lima (Tsukuba 대학교), Takeaki Sakurai (Tsukuba 대학), Yuko Sugai (NIMS), Akihiko Ohi (Nims), Takawa (Nims) 모리 (NIMS)
잡지 :오늘 에너지 재료
게시 : 2022 년 6 월 18 일, 온라인
URL :https : //doiorg/101016/jmtener2022101075

[1] 바카라 필승법 변환

열과 전기를 서로 직접 변환하는 물리적 현상에 대한 일반적인 용어 고체 재료 사이의 온도 차이를 생성함으로써, 전압 (열 전자 동력)이 생성되는 현상을 사용하여 전기 에너지를 추출 할 수있다 (Seebeck Effect) Seebeck 효과는 고대에 대한 알려진 물리적 현상이며, 작년에 2021 년은 Seebeck 효과 발견의 200 주년을 기념했습니다 (1821)[참조로 돌아 가기]

[2] 에너지 수확

효과적인 사용을 촉진하기 위해 다양한 형태로 존재하는 저밀도 에너지 (예 : 열 에너지, 광 에너지, 진동 에너지 등)를 전환하는 기술의 일반적인 용어[참조로 돌아 가기]

[3] 미세 가재 기술, 반도체 미세 가축 기술

µm (마이크로 미터, 10^-6m)에서 nm (나노 미터, 10^-9m) 크기의 재료 처리 기술을위한 일반적인 용어 주로 LSI (대규모 통합 회로)와 같은 반도체 장치의 제조에 사용됩니다 이 연구에서, 우리는 포토 리소그래피 및 건식 에칭 미세 가공 기술을 사용하여 바카라 필승법 전기 요소를 제조했습니다[참조로 돌아 가기]

[4] π 정션, π 유형 바카라 필승법 전기 요소

이 기사는 바카라 필승법 변환 모듈 및 P 형 바카라 필승법 반도체 및 N- 타입 바카라 필승법 반도체가 금속 전극을 통해 결합되어 전압을 증폭시키는 요소의 접합 구조를 보여줍니다 이것은 바카라 필승법 전환 모듈 및 바카라 필승법 요소에 사용되는 가장 일반적인 접합부입니다[참조로 돌아 가기]

[5] Group II – IV 화합물 바카라 필승법 반도체

짧은 기간 테이블의 그룹 II 및 그룹 IV 요소로 구성된 복합 바카라 필승법 반도체 MG₂x (x = si, ge, sn)-기반 바카라 필승법 반도체를 보여줍니다 희귀 한 요소 나 독성 요소를 포함하지 않기 때문에 저비용의 저렴한 환경 바카라 필승법 전환 물질로 관심을 끌고 있습니다[참조로 돌아 가기]

[6] 분자 빔 에피 택시, 에피 택셜 박막

박막 원료가 초고 진공 상태에서 기화되고 원자 수준에서 제어되는 동안 박막이 자랍니다 높은 결정 방향 (에피 택셜 박막)으로 박막을 제조 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

[7] Photolithography

감광성 재료 (포토 레지스트)가 원하는 패턴 모양에 적용되는 박막과 같은 재료의 표면을 노출시켜 미세한 패턴을 만드는 기술 이것은 반도체 등을 사용하여 전자 장치를 제조하기위한 마이크로 머시 닝 프로세스의 원소 기술 중 하나입니다[참조로 돌아 가기]

[8] Dry Etching

반도체 등을 사용하여 전자 장치를 제조하기 위해 미세 가입 기술에 사용되는 방법, 반응성 가스 (에칭 가스), 이온 및 라디칼을 사용하여 재료를 에칭하는 방법을 사용하여 그것은 일반적으로 포토 리소그래피와 함께 사용됩니다[참조로 돌아 가기]