Das Projekt "Poröses Silizium als Thermoelektrisches Material (PoSiTeM)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik durchgeführt. 1. Vorhabenziel Primäres Ziel der am MPI durchzuführenden Arbeiten ist die Weiterverarbeitung (Dotierung, Oberflächenpassivierung) des in Kiel hergestellten porösen Siliziums (PSi) bzw. porösen Silizium-Germaniums (PSiGe) im Sinne einer Steigerung der thermoelektrischen Effizienz. Hohe thermoelektrische Effizienz erfordert niedrige Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig hoher elektrischer Leitfähigkeit. Die niedrige Wärmeleitfähigkeit wird durch die poröse Struktur von PSi und PSiGe sichergestellt. Um eine hohe elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten wird das poröse Material am MPI gezielt nachdotiert und dessen Oberfläche passiviert. Die thermoelektrischen Eigenschaften sollen daraufhin am MPI gemessen werden. 2. Arbeitsplanung Die gezielte Nachdotierung von PSi und PSiGe soll per Eindiffusion eines Dotierstoffes mittels eines kommerziellen Spin-on-Dopants (SOD) realisiert werden. Das poröse Material wird mit SOD infiltriert und dann getempert. Auch Dotierung aus der Gasphase soll als Möglichkeit untersucht werden. Die innere Oberfläche des porösen Materials soll dann durch eine kurze Hochtemperaturoxidation in einem Rapid-Thermal-Annealer passiviert werden. Die thermoelektrische Charakterisierung umfasst die temperaturabhängige Messung der Wärmeleitfähigkeit (3-Omega Methode, vorhanden), der elektrischen Leitfähigkeit (4-Punkt Messung, vorhanden) sowie der Gütezahl ZT mittels der Harman-Methode. Zum Ende der Projektlaufzeit hin soll ein Demonstrator-Modul auf der Basis von PSi hergestellt werden.