灵活的碳纳米管-为微热电模块生长的长轴增长的纳米晶体
Qun Jin1,2,3, Yang Zhao1,4, Xuehao Long5,6
1Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang, 110016, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 2, 2023
概括
研究人员使用单壁碳纳米管和 antimony telluride 纳米晶体开发了灵活的热电材料. 这些新型材料能够有效地收集热能,并为微电子设备提供先进的热管理.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 灵活的热电材料对于热能采集和微量热管理至关重要.
- 现有的柔性微热电设备 (TED) 缺乏高性能和与微电子制造的兼容性.
- 开发高性能,灵活的TED对于下一代电子产品至关重要.
研究的目的:
- 为制造高性能灵活的热电混合材料制定通用表轴增长战略.
- 使用单壁碳纳米管和订制 (Bi,Sb) 2Te3纳米晶体,创建独立的,灵活的热电混合体.
- 为了证明这些混合动力在微热电设备中的潜力.
主要方法:
- 采用1D范德瓦尔斯合导向的表轴增长策略.
- 由单壁碳纳米管和 (Bi,Sb) 2Te3纳米晶体组成的制造独立和灵活的混合材料.
- 构建了一个灵活的微热电装置 (TED) 模块,具有两个p-n配对.
主要成果:
- 在300K-480K范围内实现了高功率因子 (≈16801020μW m-1K-2).
- 由于其低导热率,获得了高平均值 (≈0.81).
- 在30K的温度差距下,微TED模块的开放电路电压 (≈22.7 mV) 和功率密度 (≈0.36 W cm−2) 达到前所未有的水平.
- 实现了 ≈22.4 K 的净冷却温度和 ≈92.5 W cm-2.2 的热吸收密度.
结论:
- 普遍的表轴生长战略使得高性能灵活的热电混合材料的制造成为可能.
- 开发的灵活的微型TED在发电和冷却应用中表现出卓越的性能.
- 这些发现为灵活的微电子技术中先进的热能采集和管理铺平了道路.
