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特表2025-504725半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料及び製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-02-19
(54)【発明の名称】半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料及び製造方法
(51)【国際特許分類】
H10N 10/852 20230101AFI20250212BHJP
H10N 10/856 20230101ALI20250212BHJP
H10N 10/857 20230101ALI20250212BHJP
H10N 10/01 20230101ALI20250212BHJP
【ＦＩ】
H10N10/852
H10N10/856
H10N10/857
H10N10/01
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023530293
(86)(22)【出願日】2023-04-19
(85)【翻訳文提出日】2023-05-12
(86)【国際出願番号】 CN2023089102
(87)【国際公開番号】W WO2024148702
(87)【国際公開日】2024-07-18
(31)【優先権主張番号】202310039639.X
(32)【優先日】2023-01-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523070263
【氏名又は名称】江蘇上達半導体有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｊｉａｎｇ Ｓｕ Ｌｅａｄｅｒ－Ｔｅｃｈ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．
(74)【代理人】
【識別番号】100130993
【弁理士】
【氏名又は名称】小原 弘揮
(72)【発明者】
【氏名】▲孫▼彬
(72)【発明者】
【氏名】王健
(72)【発明者】
【氏名】▲陸▼文
(57)【要約】
本発明では、銀スルフィドナノ粒子と、前記銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料において、前記銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９～４．１）である、熱電材料の技術分野における半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料及び製造方法が開示されている。本発明において、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは非局在化π結合を有するので、一定の導電能力を有し、有機重合体半導体として用いることができる。製造された銀スルフィドナノ粒子は良い熱電性能を有し、電気伝導率と熱伝導率が相乗効果を達成することで、熱電変換効率を向上させる効果が実現される。ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの有機骨格に銀スルフィドナノ粒子を入れて、構造がコンパクトとなることで、電子移動率が向上する。本発明のフレキシブル熱電材料は、高い電気伝導率とゼーベック係数を有することで、該材料の出力係数が向上する。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
銀スルフィドナノ粒子と、前記銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料において、前記銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９～４．１）であることを特徴とする、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料。
【請求項2】
前記銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９５～４．０）であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料。
【請求項3】
前記銀スルフィドナノ粒子とポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは質量比２：３で調製されることを特徴とする、請求項２に記載の半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料。
【請求項4】
前記銀スルフィドナノ粒子の製造過程は、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体を秤量するステップ１と、前記ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
前記ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、前記銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３とを含むことを特徴とする、請求項３に記載の半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料。
【請求項5】
前記ステップ１において、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体に必要な質量の計算式は、【数1】
【請求項6】
前記ステップ２で溶融温度は９００～１０００℃であり、溶融時間は２４～４８時間であることを特徴とする、請求項５に記載の半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料。
【請求項7】
前記ステップ２でアニール温度は５００～６００℃であり、アニール時間は１～２時間であることを特徴とする、請求項６に記載の半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料。
【請求項8】
前記ステップ３でボールミリング回転速度は２００～３００ｒ／ｍｉｎであり、ボールミリング時間は３０～６０分間であることを特徴とする、請求項７に記載の半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料。
【請求項9】
前記ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの純度は９８％であることを特徴とする、請求項８に記載の半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料。
【請求項10】
前記請求項３で製造された銀スルフィドナノ粒子とポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンを質量比で２０ｍＬイソプロピルアルコールによく混合し反応させるステップ１と、前記ステップ１で反応した生成物を乾燥箱に入れて７０℃で６０分間乾燥すればよいステップ２と、
前記ステップ２の生成物を金型に入れて、厚さが１～２ｍｍであるように、室温で圧片処理するステップ３と、
前記ステップ３の生成物を火花放電プラズマ焼結システムに置き、焼結温度４００～５００℃で焼結した後、室温まで自然に冷却し、前記フレキシブル熱電材料を得るステップ４とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は熱電材料の技術分野に属し、詳しくは、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料及び製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
熱電材料は固体内部のキャリア運動により、熱エネルギーと電気エネルギーが直接互いに変換されることを実現する機能材料であり、１８２３年に発見されたゼーベック効果と１８３４年に発見されたペルチェ効果は、熱電エネルギー変換器と熱電冷却の応用に理論的基礎を与えた。フレキシブル熱電材料は大きく導電重合体、導電重合体と無機半導体充填剤の複合材、無機半導体薄膜の３種類に分けられる。
【0003】
世界的な工業化の歩みが速まるにつれて、グローバル的なエネルギー不足及び枯渇は各国の無視できない問題となっており、社会の長期的で安定的な発展を厳しく制約しており、新エネルギーの研究と開発はグローバル的なエネルギー発展の傾向となっている。従って、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料及び製造方法の研究開発は重要な意義を有するが、従来のフレキシブル熱電材料及びその製造方法は以下のデメリットがある。
国内のフレキシブル熱電材料の研究は立ち遅れており、欧米の先進国に比べ、依然として大きな差がある。フレキシブル熱電材料の発展に伴い、フレキシブル熱電材料の熱電変換効率は依然として低く、フレキシブル熱電材料の熱電変換効率の向上が急がれている。従来技術で製造されたフレキシブル熱電材料の電気伝達性能に劣り、早急に適切なフレキシブル熱電材料を探索して導電性能を向上しなければならない。現在製造されたフレキシブル熱電材料はコストが高く、製造方法が複雑であり、市場価値が低い。
国内のフレキシブル熱電材料の研究は立ち遅れており、欧米の先進国に比べ、依然として大きな差がある。フレキシブル熱電材料の発展に伴い、フレキシブル熱電材料の熱電変換効率は依然として低く、フレキシブル熱電材料の熱電変換効率の向上が急がれている。従来技術で製造されたフレキシブル熱電材料の電気伝達性能に劣り、早急に適切なフレキシブル熱電材料を探索して導電性能を向上しなければならない。現在製造されたフレキシブル熱電材料はコストが高く、製造方法が複雑であり、市場価値が低い。
【発明の概要】
【0004】
上記の状況について、従来技術のデメリットを克服するために、本発明は、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料及び製造方法を提供する。従来のフレキシブル熱電材料は電気伝達性能に劣り、熱電変換効率が低いという問題を解決するために、本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、前記銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを製造する。ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは非局在化π結合を有するので、一定の導電能力を有し、有機重合体半導体として用いることができる。製造された銀スルフィドナノ粒子そのものは良い熱電性能を有し、熱エネルギーと電気エネルギーが直接互いに変換され得、電気伝導率と熱伝導率が相乗効果を達成することで、熱電変換効率を向上させる効果が実現される。なかでも、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの有機骨格に銀スルフィドナノ粒子を入れて、中空構造フレームに綿状構造が充填されて、構造がコンパクトとなることで、電子移動率が向上する。次に、本発明のフレキシブル熱電材料は高い電気伝導率とゼーベック係数を有することで、該材料の出力係数が向上し、最終的に優れた熱電性能を示させる。
【0005】
上記目的を実現するために、本発明が採用した技術的手段は下記の通りである。本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、前記銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料において、前記銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９～４．１）である半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料を提供する。
【0006】
好ましくは、前記銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９５～４．０）である。
【0007】
さらに、前記銀スルフィドナノ粒子とポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは質量比２：３で調製される。
【0008】
さらに、前記銀スルフィドナノ粒子の製造過程は、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体を秤量するステップ１と、
前記ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
前記ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、前記銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
前記ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
前記ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、前記銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
【0009】
さらに、前記ステップ１において、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体に必要な質量の計算式は、
（式中、ｍは質量であり、ＮＡはアボガドロ定数であり、Ｖは単位セル体積であり、ｄは直径であり、ｈは厚さである）である。
【数1】
【0010】
さらに、前記ステップ２で溶融温度は９００～１０００℃であり、溶融時間は２４～４８時間であり、前記ステップ２でアニール温度は５００～６００℃であり、アニール時間は１～２時間であり、前記ステップ３でボールミリング回転速度は２００～３００ｒ／ｍｉｎであり、ボールミリング時間は３０～６０分間である。
【0011】
さらに、前記ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの純度は９８％である。
【0012】
本発明は、請求項３で製造された銀スルフィドナノ粒子とポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンを質量比で２０ｍＬイソプロピルアルコールによく混合し反応させるステップ１と、
前記ステップ１で反応した生成物を乾燥箱に入れて７０℃で６０分間乾燥すればよいステップ２と、
前記ステップ２の生成物を金型に入れて、厚さが１～２ｍｍであるように、室温で圧片処理するステップ３と、
前記ステップ３の生成物を火花放電プラズマ焼結システムに置き、焼結温度４００～５００℃で焼結した後、室温まで自然に冷却し、前記フレキシブル熱電材料を得るステップ４と、を含む半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の製造方法をさらに提出する。
前記ステップ１で反応した生成物を乾燥箱に入れて７０℃で６０分間乾燥すればよいステップ２と、
前記ステップ２の生成物を金型に入れて、厚さが１～２ｍｍであるように、室温で圧片処理するステップ３と、
前記ステップ３の生成物を火花放電プラズマ焼結システムに置き、焼結温度４００～５００℃で焼結した後、室温まで自然に冷却し、前記フレキシブル熱電材料を得るステップ４と、を含む半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の製造方法をさらに提出する。
【0013】
上記方法により本発明が取得した効果は下記の通りである。
（１）本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、前記銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを製造する。ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは非局在化π結合を有するので、一定の導電能力を有し、有機重合体半導体として用いることができる。
（２）製造された銀スルフィドナノ粒子そのものは良い熱電性能を有し、熱エネルギーと電気エネルギーが直接互いに変換され得、電気伝導率と熱伝導率が相乗効果を達成することで、熱電変換効率を向上させる効果が実現される。
（３）なかでも、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの有機骨格に銀スルフィドナノ粒子を入れて、中空構造フレームに綿状構造が充填されて、構造がコンパクトとなることで、電子移動率が向上する。
（４）次に、本発明のフレキシブル熱電材料は高い電気伝導率とゼーベック係数を有することで、該材料の出力係数が向上し、最終的に優れた熱電性能を示させる。
（１）本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、前記銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを製造する。ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは非局在化π結合を有するので、一定の導電能力を有し、有機重合体半導体として用いることができる。
（２）製造された銀スルフィドナノ粒子そのものは良い熱電性能を有し、熱エネルギーと電気エネルギーが直接互いに変換され得、電気伝導率と熱伝導率が相乗効果を達成することで、熱電変換効率を向上させる効果が実現される。
（３）なかでも、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの有機骨格に銀スルフィドナノ粒子を入れて、中空構造フレームに綿状構造が充填されて、構造がコンパクトとなることで、電子移動率が向上する。
（４）次に、本発明のフレキシブル熱電材料は高い電気伝導率とゼーベック係数を有することで、該材料の出力係数が向上し、最終的に優れた熱電性能を示させる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明における実施例３で製造された半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の走査型電子顕微鏡図である。
【0015】
図面は本発明をさらに理解するために提供されたものであり、かつ明細書の一部を構成して、本発明の実施例とともに本発明を説明することに用いられ、本発明を制限するものではない。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に本発明の実施例中の図面を参照しながら、本発明の実施例中の技術的手段を明確で完全に説明する。明らかに、説明される実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本発明中の実施例に基づき、当業者であれば、創造的な工夫をせずに得られた全ての他の実施例は、全て本発明の保護範囲に属する。
【0017】
本発明の実施例において、原料又は処理技術は、特記しない限り、全て本分野で市販されている通常の原料又は通常の処理技術であることを示している。
【0018】
実施例１
本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料を提供する。銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９５）であり、即ち、Ａｇ３．９５ＴｅＳである。
本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料を提供する。銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９５）であり、即ち、Ａｇ３．９５ＴｅＳである。
【0019】
なかでも、銀スルフィドナノ粒子とポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは質量比２：３で調製された。
【0020】
なかでも、銀スルフィドナノ粒子の製造過程は、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体を秤量するステップ１と、
ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
【0021】
なかでも、ステップ１において、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体に必要な質量の計算式は、
（式中、ｍは質量であり、ＮＡはアボガドロ定数であり、Ｖは単位セル体積であり、ｄは直径であり、ｈは厚さである）である。
【数1】
【0022】
なかでも、Ａｇを５０ｇ秤量し、Ｔｅを１１ｇ秤量し、Ｓを２ｇ秤量した。
【0023】
なかでも、ステップ２で溶融温度は９００℃であり、溶融時間は２４時間であり、アニール温度は５００℃であり、アニール時間は１時間であり、ステップ３でボールミリング回転速度は２００ｒ／ｍｉｎであり、ボールミリング時間は３０分間であった。
【0024】
なかでも、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの純度は９８％であった。
【0025】
本発明は、請求項３で製造された銀スルフィドナノ粒子とポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンを質量比で２０ｍＬイソプロピルアルコールによく混合し反応させるステップ１と、
ステップ１で反応した生成物を乾燥箱に入れて７０℃で６０分間乾燥すればよいステップ２と、
ステップ２の生成物を金型に入れて、厚さが１～２ｍｍであるように、室温で圧片処理するステップ３と、
ステップ３の生成物を火花放電プラズマ焼結システムに置き、焼結温度５００℃で焼結した後、室温まで自然に冷却し、フレキシブル熱電材料を得るステップ４とを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の製造方法をさらに提出する。
ステップ１で反応した生成物を乾燥箱に入れて７０℃で６０分間乾燥すればよいステップ２と、
ステップ２の生成物を金型に入れて、厚さが１～２ｍｍであるように、室温で圧片処理するステップ３と、
ステップ３の生成物を火花放電プラズマ焼結システムに置き、焼結温度５００℃で焼結した後、室温まで自然に冷却し、フレキシブル熱電材料を得るステップ４とを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の製造方法をさらに提出する。
【0026】
実施例２
本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料を提供する。銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９７）であり、即ち、Ａｇ３．９７ＴｅＳである。
本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料を提供する。銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９７）であり、即ち、Ａｇ３．９７ＴｅＳである。
【0027】
なかでも、銀スルフィドナノ粒子とポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは質量比２：３で調製された。
【0028】
なかでも、銀スルフィドナノ粒子の製造過程は、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体を秤量するステップ１と、
ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
【0029】
なかでも、ステップ１において、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体に必要な質量の計算式は、
（式中、ｍは質量であり、ＮＡはアボガドロ定数であり、Ｖは単位セル体積であり、ｄは直径であり、ｈは厚さである）である。
【数1】
【0030】
なかでも、Ａｇを５０．２ｇ秤量し、Ｔｅを１１ｇ秤量し、Ｓを１．９ｇ秤量した。
【0031】
なかでも、ステップ２で溶融温度は９４０℃であり、溶融時間は３６時間であり、アニール温度は５３０℃であり、アニール時間は１．４時間であり、ステップ３でボールミリング回転速度は２４０ｒ／ｍｉｎであり、ボールミリング時間は４０分間であった。
【0032】
なかでも、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの純度は９８％であった。
【0033】
なかでも、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の製造方法は実施例１を参照する。
【0034】
実施例３
本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料を提供する。銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９９）であり、即ち、Ａｇ３．９９ＴｅＳである。
本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料を提供する。銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝３．９９）であり、即ち、Ａｇ３．９９ＴｅＳである。
【0035】
なかでも、銀スルフィドナノ粒子とポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは質量比２：３で調製された。
【0036】
なかでも、銀スルフィドナノ粒子の製造過程は、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体を秤量するステップ１と、
ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
【0037】
なかでも、ステップ１において、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体に必要な質量の計算式は、
（式中、ｍは質量であり、ＮＡはアボガドロ定数であり、Ｖは単位セル体積であり、ｄは直径であり、ｈは厚さである）である。
【数1】
【0038】
なかでも、Ａｇを５０．３ｇ秤量し、Ｔｅを１０．９ｇ秤量し、Ｓを２ｇ秤量した。
【0039】
なかでも、ステップ２で溶融温度は９７０℃であり、溶融時間は４１時間であり、アニール温度は５６０℃であり、アニール時間は１．７時間であり、ステップ３でボールミリング回転速度は２７０ｒ／ｍｉｎであり、ボールミリング時間は５０分間であった。
【0040】
なかでも、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの純度は９８％であった。
【0041】
なかでも、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の製造方法は実施例１を参照する。
【0042】
実施例４
本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料を提供する。銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝４．０）であり、即ち、Ａｇ４ＴｅＳである。
本発明は、銀スルフィドナノ粒子と、銀スルフィドナノ粒子の周りに被覆されるポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンとを含む、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料を提供する。銀スルフィドナノ粒子の化学式はＡｇｘＴｅＳ（式中、ｘ＝４．０）であり、即ち、Ａｇ４ＴｅＳである。
【0043】
なかでも、銀スルフィドナノ粒子とポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンは質量比２：３で調製された。
【0044】
なかでも、銀スルフィドナノ粒子の製造過程は、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体を秤量するステップ１と、
ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
ステップ１で秤量された単体はマッフル炉で溶融しアニールされるステップ２と、
ステップ２でアニールされた生成物をボールミリングし、銀スルフィドナノ粒子を得るステップ３と、を含む。
【0045】
なかでも、ステップ１において、Ａｇ、Ｔｅ、Ｓ単体に必要な質量の計算式は、
（式中、ｍは質量であり、ＮＡはアボガドロ定数であり、Ｖは単位セル体積であり、ｄは直径であり、ｈは厚さである）である。
【数1】
【0046】
なかでも、Ａｇを５０．３ｇ秤量し、Ｔｅを１０．８ｇ秤量し、Ｓを２．１ｇ秤量した。
【0047】
なかでも、ステップ２で溶融温度は１０００℃であり、溶融時間は４８時間であり、アニール温度は６００℃であり、アニール時間は２時間であり、ステップ３でボールミリング回転速度は３００ｒ／ｍｉｎであり、ボールミリング時間は６０分間であった。
【0048】
なかでも、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェンの純度は９８％であった。
【0049】
なかでも、半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の製造方法は実施例１を参照する。
【0050】
性能測定
ＳＢＡ４５８を用いて電気伝導率とゼーベック係数を測定し、流動アルゴンガス（１５０ｍｌ／ｍｉｎ）雰囲気で測定した。サンプルの厚さは２ｍｍであり、サンプルの直径は１２．７ｍｍであった。
ＳＢＡ４５８を用いて電気伝導率とゼーベック係数を測定し、流動アルゴンガス（１５０ｍｌ／ｍｉｎ）雰囲気で測定した。サンプルの厚さは２ｍｍであり、サンプルの直径は１２．７ｍｍであった。
【0051】
表１ 半導体デバイスに用いられるフレキシブル熱電材料の性能
図１及び表１に示すように、本発明により提供されるフレキシブル熱電材料の製造方法により、本発明の実施例３において、フレキシブル熱電材料のゼーベック係数、電気伝導率及び出力係数は顕著に他の実施例よりも高く、ゼーベック係数は１６．４μＶ／Ｋに達し、電気伝導率は７９８．０Ｓ／ｃｍに達し、出力係数は１８．３μＶ／ｍＫ２に達した。これにより、導入された材料は一定の数の範囲にあることが必要であり、導入された量が多すぎるか、又は少なすぎる場合、いずれも性能に影響を与えることが分かった。従って、フレキシブル熱電材料の総合的な影響を考えて、本発明のフレキシブル熱電材料の電気伝導率と熱伝導率は相乗効果を実現することで、熱電変換効率が向上し、優れた熱電性能を有する。
【表1】
【0052】
本発明の実施形態を開示説明したが、当業者は、本発明の原理及び趣旨を逸脱することなく、これらの実施形態について、種々の変更、修飾、置換及び変形を行うことができ、本発明の範囲が特許請求の範囲及びその等価物によって限定されることが自明である。
【0053】
以上、本発明及びその実施態様を説明したが、このような説明は制限性を有せず、図面に示すのも本発明の実施態様の１つに過ぎず、実際の応用はこれに限られるものではない。つまり、当業者がその示唆を受け、本発明の創造の旨を逸脱することなく、創造性なしで設計した該技術的手段と同様な構造方式及び実施例は、すべて本発明の保護範囲に属すべきである。
【図1】
【国際調査報告】