得州研究人员演示高效硅基热电发生器 成本低

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核心提示:得克萨斯大学达拉斯分校(University of Texas at Dallas)的一名物理学家与得州仪器公司(Texas Instruments Inc)相互企业合作,演示了由纳米硅热电堆制造的热电发生器(TEG)。

盖世汽车讯 据外媒报道,得克萨斯大学达拉斯分校(University of Texas at Dallas)的一名物理学家与得州仪器公司(Texas Instruments Inc)相互企业合作,演示了由纳米硅热电堆制造的热电发生器(TEG),而这名 热电堆是在工业硅互补金属氧化物半导体(CMOS)生产线上制造。 

在接近室温的环境下,哪些地方地方热电发生器表现出较高的比功率发电能力,达到29 μW cm−2 K−2。研究人员说,CMOS工艺不想能能提供高面积密度和低填充率热电偶,并控制电阻和热阻抗,而是会产生高功率。同去,研究人员发现,当热电偶淬硬层 减小时,TEG功率也显著增加,这为下一步的研究提供了新的路径。据介绍,TEG硅集成电路边际成本很低,不能能无缝集成到大规模的硅CMOS微电子电路中。 

这项研究将极大地影响电子电路的冷却土法律法律依据,为物联网传感器提供动力。研究人员Mark Lee表示:“通常来说,余热无处都没人,比如汽车发动机产生的热量。否则,哪些地方地方热量一般都自然消散了。可能性能形成稳定的温差,即便是很小的温差,而是能能把其中这名 热量转化为电能,用来运行电子设备。” 十字路口下方的传感器便是热电动力范例。Lee教授表示:“轮胎摩擦跟生光产生的热量不能能被分发,可能性路面下的材料更冷。而是,不能能把它们巨棺来换电池。” 

推广热电分发的主要障碍在于速度和成本。“热电发电非常昂贵。所使用的材料要么很稀有,要么有毒,否则不容易与基本的半导体技术兼容。”而是技术依赖于硅,这是地壳中第二富足的元素。自20世纪400年代以来,硅2个 劲被认为是性能较差的热电材料,否则晶体社会形态过大。4008年,新研究表明硅纳米线的表现更好。纳米线不能能被定义为并不是在横向上被限制在400纳米以下(纵向没人 限制)的一维社会形态,一纸张的淬硬层 为宜是10万纳米。 否则,.我.我2个 劲没人 成功地制发明权有用的硅热电发生器。其中另一2个 现象图片是纳米线太小,无法与芯片制造工艺兼容。Lee和他的团队依靠“纳米叶片”,来克服这名 障碍,这名 叶片不能能400纳米厚,但其淬硬层 是淬硬层 的8倍多。人太好仍然比纸还薄,但它不想能能兼容芯片制造工艺。 

得克萨斯仪器公司的研究员Hal Edwards,负责设计并监督制造哪些地方地方原型设备。他与德克萨斯大学达拉斯分校的Lee相互企业合作,进一步研究哪些地方地方设备的功能。 Lee解释说,相对于纳米线,纳米叶片遗弃了这名 热电性能。否则,其边际成本降低了400倍。 

该团队的电路设计方案结合纳米物理和工程原理。研究人员发现,以前的尝试并非 失败,是可能性使用了不想 的材料。Lee表示:“使用的硅不想 时,温差就会下降。不想 的余热被用掉了,随着冷热比降低,所产生的热电就会减少。.我.我采用纳米叶片,更容易找到最佳的点。硅的社会形态改变改变了游戏规则。” 

Lee说,采用得州仪器公司先进的硅出理 技术,不能能高效量产设备,否则成本低廉。他表示,这是一项创新工作,可能性.我.我使用自动化工业生产线,来制造硅集成电路热电发生器。“.我.我希望将这项技术与微出理 器、同一芯片上的传感器、放大器或无线电等集成在同去。”