Title :

A CMOS Compatible Thermoelectric Device made of Crystalline Silicon Membranes with Nanopores

Author(s) :

Bah, Thierno-Moussa [Auteur]
Microélectronique Silicium - IEMN [MICROELEC SI - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Didenko, Stanislav [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Microélectronique Silicium - IEMN [MICROELEC SI - IEMN]
Zhou, Di [Auteur]
Microélectronique Silicium - IEMN [MICROELEC SI - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Zhu, Tianqi [Auteur]
Microélectronique Silicium - IEMN [MICROELEC SI - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Ikzibane, Hafsa [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Monfray, Stephane [Auteur]
STMicroelectronics [Crolles] [ST-CROLLES]
Skotnicki, Thomas [Auteur]
STMicroelectronics [Crolles] [ST-CROLLES]
DUBOIS, Emmanuel [Auteur]
Microélectronique Silicium - IEMN [MICROELEC SI - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Robillard, Jean-François [Auteur]
Microélectronique Silicium - IEMN [MICROELEC SI - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]

Journal title :

Nanotechnology

Pages :

505403

Publisher :

Institute of Physics

Publication date :

2022-12-10

ISSN :

0957-4484

HAL domain(s) :

Sciences de l'ingénieur [physics]

English abstract : [en]

Herein, we report the use of nanostructured crystalline silicon as a thermoelectric material and its integration into thermoelectric devices. The proof-of-concept relies on the partial suppression of lattice thermal ...
Show more >Herein, we report the use of nanostructured crystalline silicon as a thermoelectric material and its integration into thermoelectric devices. The proof-of-concept relies on the partial suppression of lattice thermal conduction by introducing pores with dimensions scaling between the electron mean free path and the phonon mean free path. In other words, we artificially aimed at the well-known “electron crystal and phonon glass” trade-off targeted in thermoelectricity. The devices were fabricated using CMOS-compatible processes and exhibited power generation up to 5.5mW/cm2 under a temperature difference of 280 K. These numbers demonstrate the capability to power autonomous devices with environmental heat sources using silicon chips of centimeter square dimensions. We also report the possibility of using the developed devices for integrated thermoelectric cooling.Show less >

Language :

Anglais

Peer reviewed article :

Oui

Audience :

Internationale

Popular science :

Non

ANR Project :

Plateforme de traitement laser pour l'électronique flexible multifonctionnelle
Pointes hautement sensibles pour la microscopie thermique à l'échelle nanométrique

Collections :

• Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520

Source :

Harvested from HAL