低維度熱電與光電性質檢測平台:以多孔矽鍺奈米帶為驗證材料系統

本研究計畫目標為開發低維度熱電與光電檢測平台，並以多孔矽鍺奈米帶(Holey SiGe nanoribbon)為驗證材料系統。本計畫首先利用奈米球微影術單石整合多孔矽鍺奈米帶至低維度熱電與光電檢測平台，除了探討其材料物性，如結晶性、應變鬆弛、缺陷種類等，並解析多孔矽鍺奈米帶之結構參數對其電導率、熱導率、Seebeck 係數等熱電特性影響。本計畫進一步利用脈衝雷射沉積法(PLD)精確複合金屬矽鍺化物奈米顆粒於多孔矽鍺奈米帶中，以增強其聲子散射機制而降低熱導率，同時也結合掃描光電流顯微鏡(SPCM)分析其在照光條件下之光熱電行為，確認多孔矽鍺奈米帶之光響應機制，本計畫並規劃與波蘭研究團隊合作利用第一原理模擬計算電荷流經多孔矽鍺奈米帶與奈米顆粒界面的傳輸行為，同步最佳化矽鍺奈米帶複合材料系統的熱電表現，目標為室溫下熱導率<3 W/mK，ZT 值達1.2。本計畫所開發之低維度熱電與光電檢測平台可應用於檢測半導體奈米材料，準確評估其應用於熱電元件、太陽電池或發光二極體元件之可行性。