显著的声子曳引使 AlGaN/GaN 二维电子气具有高功率因子
材料科学
2019-05-16 v2
摘要
在典型的热电能量收集器和传感器中，塞贝克效应是由电子或空穴在温度梯度中的扩散引起的。然而，由于载流子与晶格声子之间的动量交换，塞贝克效应也可能具有声子曳引分量，这更难以量化。在此，我们首次研究了 AlGaN/GaN 二维电子气（2DEG）中的声子曳引。我们发现，对于 GaN 厚度约 100 nm、从而抑制了声子平均自由程的器件，声子曳引对其热电行为没有显著贡献。然而，当厚度增加到约 1.2 m 时，在 300 K（50 K）下高达 32%（88%）的塞贝克系数可归因于曳引分量。相应地，声子曳引使较厚 GaN 薄膜中的热电功率因子达到先进水平，在 50 K 下高达约 40 mW m K。通过测量这些 AlGaN/GaN 薄膜的热导率，我们表明即使热导率下降，声子曳引的幅度也可能增大。热导率与塞贝克系数的解耦可基于 2DEG 的器件在热电功率转换方面实现重要进展。
引用
@article{arxiv.1809.08342,
title = {Significant Phonon Drag Enables High Power Factor in the AlGaN/GaN Two-Dimensional Electron Gas},
author = {Ananth Saran Yalamarthy and Miguel Muñoz Rojo and Alexandra Bruefach and Derrick Boone and Karen M. Dowling and Peter F. Satterthwaite and David Goldhaber-Gordon and Eric Pop and Debbie G. Senesky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.08342},
year = {2019}
}