有通过绝缘体被组织成行和列的导体或半导体材料的平行纳米线的塞贝克/珀耳帖热电转换单元和制作过程。一种可堆叠单元（A1、A2）或更一般地适合被模块式联结到其他类似单元的新颖和有效结构，用于形成塞贝克/珀耳帖热电转换装置的相对地大尺寸的隔膜，可以用普通的平面处理技术制造。该结构基本上由第一介电材料（2）和第二介电材料（3）的交替层的叠层（A1、A2）组成，该第一介电材料（2）适合被淀积成厚度小于或等于约50μm的膜，有低的热导率，并且用具体化合物的溶液可蚀刻，该第二介电材料（3）有低的热导率，但不被该溶液蚀刻。对于全部宽度，该叠层被平行沟槽（T1、T2、T3）断续隔开，平行沟槽的宽度（w）可以对应于光刻处理分辨率允许的定义的最小线宽，该光刻处理被用于定义该平行沟槽，但该宽度可以最终受其他参数限制，首先是该叠层的高度（h），为了形成该平行沟槽，该叠层高度（h）遭到切割该叠层的竖直蚀刻。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有通过绝缘体被组织成行和列的导体或半导体材料的平行纳米线的塞贝克/珀耳帖热电转换单元和制作过程
本公开一般涉及塞贝克/珀耳帖热电转换装置，尤其涉及利用跨越绝缘隔膜延伸的导体或半导体材料的平行纳米线的装置。
技术介绍
塞贝克(Seebeck)效应是热电现象，根据该现象，在细长的导体或半导体中，其各部分之间的温度差产生电。该效应由物理学家Thomson J. Seebeck于1821年发现，宣称这种效应本身为遭受温度梯度VT的金属棒两端之间的电势差。在包含温度T1和T2上两种材料A和B之间的两个结点的电路中，产生的电压由下式给出 权利要求1.一种可用平面处理技术制作的元件(Al、A2)，被模块式联结到其他类似元件以便构成塞贝克/珀耳帖热电转换装置的隔板，该元件包括宽度(W)对应于隔板厚度而长度(L)对应于隔板表面面积的维度或维度的分数的叠层，该元件有高塞贝克系数的导体或半导体材料的纳米线(4)的布居，彼此平行和被绝缘跨越叠层的宽度延伸，被组织成行和列，所述叠层包括a)交替的第一介电材料(2)和第二介电材料(3)层,该第一介电材料层可淀积成厚度小于或等于50nm的连续膜，可被具体化合物的溶液蚀刻，该第二介电材料有低热导率，不可被所述溶液蚀刻；b)平行沟槽(Tl、T2、T3、…、Ti…)，这些沟槽的宽度(w)的下限对应于光刻术定义的最小线宽，间隔开至少Iym;c)平行腔(4c)，沿每一沟槽的相对表面、利用所述蚀刻溶液再处理所述第一介电材料(2)层的蚀刻前缘；d)所述平行纳米腔(4c)的导体或半导体填充材料的线状纳米尺寸残留物，构成被组织成行和列的所述平行间隔开的纳米线(4 )。2.权利要求I的元件，其中所述高塞贝克系数的导体或半导体材料，属于由本征或掺杂半导体、金属、金属合金、半金属合金、金属和半金属之间的合金及其混合物组成的组。3.权利要求2的元件，其中所述高塞贝克系数的导体或半导体材料，属于由下列组成的组有天然同位素存在或本征的或掺杂以施主和/或受主原子的29Si的增强存在的单晶和多晶硅、有天然同位素存在或本征的或掺杂以施主和/或受主原子的29Si的增强存在的娃锗合金、鹤、钛及其合金。4.权利要求I的元件，其中所述第一介电材料(2)是SiO2，而所述第二介电材料(3)是 Si3N4。5.权利要求I的元件，其中所述第一介电材料(2)是Si3N4，而所述第二介电材料(3)是 Si02。6.权利要求I的兀件，包括低热导率介电材料的衬底(I)，该介电材料耐所述第一介电材料(2)的蚀刻溶液。7.权利要求I的元件，其中所述纳米线(4)有沿它们的纵向扩展的不均匀横截面，以及形态学上粗糙的外表面。8.权利要求I的元件，特征在于该叠层有约40nmX20nm平均横截面的纳米线(4)密度，在该叠层的热输入/输出的侧表面的每单位面积上高达5X IOki纳米线/cm2。9.权利要求I的元件，其中该叠层的高度(h)与所述平行沟槽的重复的周期或间距，有相同的数量级。10.一种制作过程，用于可模块式联结到其他元件的元件(Al、A2)，以便构成用于塞贝克/珀耳帖热电转换装置的隔板，该制作过程包括步骤a)在低热导率介电材料的平的衬底(I)上，淀积第一介电材料(2)和第二介电材料(3) 之一或另一种的第一层，该第一介电材料(2)可淀积成厚度小于或等于50nm的连续膜，可被具体化合物的溶液蚀刻，该第二介电材料(3)有低热导率，不可被所述溶液蚀刻，该低热导率介电材料耐所述溶液；b)在所述两种不同介电材料之一的所述第一层之上，淀积一层该另一种介电材料并重复步骤a)和b)许多次，足以使交替的步骤a)的层与步骤b)的层的叠层，达到需要的高度；c)在叠层之上，形成或应用定义平行蚀刻开口的掩模，该蚀刻开口的宽度(W)的最小极限对应于所用光刻术定义的最小线宽，该蚀刻开口被间隔开至少I μ m，延伸至叠层的整个宽度(W)；d)通过所述掩模开口以等离子或反应等离子蚀刻或溅射该多层叠层，形成平行沟槽 (T1、T2、T3、…、Ti…)，直到深入到所述衬底(I)表面为止；e)用所述溶液蚀刻所述第一介电材料(2)层的蚀刻表面，直到使它们退回所述第二介电材料(3)的相邻层之间，平均距离为20nm，在每一沟槽(Tl、T2、T3、…、Ti···)的相对蚀刻表面上形成平行腔(4c)为止；f)最终从叠层的表面移除所述掩模的残留物，化学气相淀积高本征塞贝克系数的导体或半导体材料，填充所述平行腔(4c)，直到在开缝的叠层的水平和竖直平行表面之上生长无间断点的保形层(4m)为止；g)在叠层的表面上形成或应用新的所述掩模；h)通过所述掩模开口以等离子或反应等离子蚀刻或溅射所述保形地淀积的层(4m)的导体或半导体材料，直到从所述水平和竖直平面表面完全移除它为止，在所述平行腔(4c) 内留下所述导体或半导体材料的纳米线状残留物(4)。11.权利要求10的过程，其中所述高本征塞贝克系数的导体或半导体材料，属于由下列组成的组本征或掺杂半导体、金属、金属合金、半金属元素之间的合金、金属和半金属元素之间的合金及其混合物。12.权利要求11的过程，其中所述高本征塞贝克系数的导体或半导体材料，属于由下列组成的组有天然同位素存在或本征的或掺杂以施主和/或受主原子的29Si的增强存在的单晶或多晶硅、半导体、有天然同位素存在或本征的或掺杂以施主和/或受主原子的29Si 的增强存在的硅锗合金、钨、钛及其合金。13.权利要求10的过程，其中所述第一介电材料(2)是SiO2，所述第二介电材料(3)是 Si3N4,以及所述蚀刻溶液是氢氟酸的水溶液。14.以及权利要求10的过程，其中所述第一介电材料(2)是Si3N4，所述第二介电材料(3)是SiO2,以及所述蚀刻溶液是磷酸的水溶液或熔化物。15.一种用于塞贝克/珀耳帖热电转换装置的隔膜，由任何数量的可联结单元(Al、 A2、…)组成，每一个单元包括宽度(W)对应于隔膜厚度而长度(L)对应于隔膜表面面积的尺寸或尺寸的分数的叠层，每个单元有高本征塞贝克系数的导体或半导体材料的纳米线(4)的布居，彼此平行和被绝缘地跨越叠层的宽度延伸，被组织成行和列，所述每个单元的叠层包括a)第一介电材料(2)和第二介电材料(3)的交替层,该第一介电材料(2)可淀积成厚度小于或等于50nm的连续膜，可被具体化合物的溶液蚀刻，该第二介电材料(3)有低热导率，不可被所述溶液蚀刻；b)平行沟槽(Tl、T2、T3、…、Ti…)，这些沟槽的宽度(w)下限对应于光刻术定义的最小线宽，被间隔开至少Iym;c)平行腔(4c)，沿每一沟槽的相对表面、处用所述蚀刻溶液再处理所述第一介电材料(2)层的蚀刻前缘；d)所述平行纳米腔(4c)的导体或半导体填充材料的线状纳米尺寸残留物，构成被组织成行和列的所述平行间隔开的纳米线(4)；e)在隔膜的热输入/输出的侧表面上的金属化(5)，以适合分组电并联所述平行纳米线⑷；f)平行纳米线(4)的所述组的电串联的装置(6)，串连到隔膜的纳米线(4)的整个串并联网络的两个端子。16.权利要求15的隔膜，其中所述高塞贝克系数的导体或半导体材料，属于由本征或掺杂半导体、金属、金属合金、半金属的合金、金属和半金属之间的合金及其混合物组成的组。17.权利要求15的隔膜，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·纳都西，G·塞洛弗里尼，
申请(专利权)人：德尔塔蒂研究财团，
类型：
国别省市：
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