多孔硅薄膜的峰值热电功率因子

尽管纳米结构硅起初颇具前景，其热电性质尚未被充分理解。虽然反常的低热导率吸引了大量研究，纳米结构化对功率因子的影响却大多被忽视。虽然最初报告未发现相对于块体功率因子的显著变化，但随后对 p 型硅纳米线的详细测量显示，与类似掺杂块体相比，塞贝克系数急剧下降。该下降与声子拖曳贡献的消失一致，源于声子边界散射。在此，我们报告一种不同纳米结构——多孔硅薄膜——上的测量，以检验是否能观察到类似的声子拖曳损失。通过设计在同一样品上测量所有性质的实验，我们表明，尽管这些薄膜在可比掺杂下具有接近块体的电导率，却表现出明显更小的热功率。数据与声子拖曳的损失一致。在颈部间距 120–230 nm 之间，最优掺杂下的功率因子约为块体的 50%。这些见解对未来基于纳米结构硅的热电器件的实际设计有用。