[發明專利]各向異性伸長的熱電材料、其制備方法和包括該材料的器件

有效

• 申請號: 200980131220.5
• 申請日: 2009-08-11
• 公開（公告）號: CN102132430A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 李相睦;普拉布哈卡·班達魯;陳成浩
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社;加利福尼亞大學董事會
• 主分類號: H01L35/02
• 分類號: H01L35/02;H01L35/28;H01L35/32;H01L35/34
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

1.包括熱電材料的各向異性伸長的熱電納米復合材料。

2.權利要求1的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述熱電材料是在幾何結構上伸長的并且嵌入納米孔絕緣基質和無孔絕緣基質的一種中。

3.權利要求2的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述納米孔絕緣基質包括沿著所述熱電納米復合材料的伸長方向排列的納米孔氧化物、氮化物和氟化物的一種。

4.權利要求3的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述納米孔氧化物為選自SiO₂，Al₂O₃以及Ti、Zr、Hf、Nb、Ta和它們的合金的氧化物的至少一種。

5.權利要求4的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中包括SiO₂的納米孔氧化物是通過多孔Si受控氧化為多孔二氧化硅SiO₂制造的。

6.權利要求2的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述納米孔絕緣基質形成納米孔陣列，并且該納米孔陣列是通過利用納米壓痕支配的陽極化孔的成核的導向陽極化形成的。

7.權利要求2的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述納米孔絕緣基質形成納米孔陣列，并且該納米孔陣列是通過利用使用納米壓印抗蝕劑和兩相熱分解的二嵌段共聚物層的至少一種的納米掩模圖案化支配的陽極化孔的成核的導向陽極化形成的。

8.權利要求2的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中納米孔絕緣基質中的納米孔是使用選自電沉積或超臨界CO₂沉積的方法用熱電材料填充的。

9.權利要求2的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中納米孔絕緣基質和無孔絕緣基質的一種的量小于所述各向異性伸長的熱電納米復合材料體積的約60％。

10.權利要求2的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中納米孔絕緣基質的量小于所述各向異性伸長的熱電納米復合材料體積的約30％。

11.權利要求1的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述各向異性伸長的熱電納米復合材料具有等于或小于約20nm的平均直徑。

12.權利要求1的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述各向異性伸長的熱電納米復合材料具有等于或小于約10nm的平均直徑。

13.權利要求1的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述熱電納米復合材料具有至少約1.5的ZT值。

14.權利要求1的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述熱電材料具有納米線結構，并且其長度與其直徑的平均縱橫比為至少約2。

15.權利要求1的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述熱電材料具有納米線結構，并且其長度與其直徑的平均縱橫比為至少約5。

16.權利要求1的各向異性伸長的熱電納米復合材料，其中所述熱電材料是選自Si，Si_1-xGe_x(其中0＜x＜1)，Bi₂Te₃，Sb₂Te₃，Bi_xSb_2-xTe₃(其中0＜x＜2)，Bi₂Te_xSe_3-x(其中0＜x＜3)，B₄C/B₉C，BiSb合金，PbTe，Mg-Si、Mg-Ge、Mg-Sn或它們的三元系，二元、三元或四元方鈷礦和鉛-銻-銀-碲Pb-Sb-Ag-Te熱電合金的至少一種。

17.各向異性伸長、同心超晶格化的熱電納米復合材料，包括：

嵌入在納米孔絕緣基質中的多個多層納米線結構，

其中所述多個多層納米線結構各自包括：

多層圓柱狀熱電材料；和

沉積在所述多層圓柱狀熱電材料的層之間的絕緣層。

18.權利要求17的各向異性伸長、同心超晶格化的熱電納米復合材料，其中所述多個多層納米線結構各自包括至少3個所述多層圓柱狀熱電材料的層。