Thermoelektrische Hybridmaterialien basierend auf porösem Silizium: der Zusammenhang zwischen makroskopischen Transportphänomenen und mikroskopischer Struktur und elementaren Anregungen

Dieses Projekt widmet sich der Untersuchung neuartiger, thermoelektrischer Hybridmaterialien bestehend aus nanostrukturiertem Silizium und funktionalisierten Polymeren. Zusammengefasst sollen die schlechten thermoelektrischen Eigenschaften von bulk-Silizium in Hybridsystemen bestehend aus porösen Siliziumsubstraten gefüllt mit leitfähigen Polymeren (z. B. PEDOT) überwunden werden. Das nanostrukturierte Substrat garantiert hierbei eine geringe thermische Leitfähigkeit als Grundvoraussetzung für exzellente thermoelektrische Materialien, wohingegen eine geeignete Wahl des Polymers die Optimierung elektrischer Eigenschaften erlaubt. Hergestellte Systeme werden in einer Kombination aus makroskopischen, thermoelektrischen Messmethoden und strukturellen bzw. dynamischen Untersuchungen mit Röntgen- und Neutronenstrahlung charakterisiert. Ziel ist es zu verstehen, wie makroskopische Größen, das sind u. a. elektrische Leitfähigkeit, thermische Leitfähigkeit und Seebeck-Koeffizient, in Bezug stehen zu elektronischer und phononischer Bandstruktur auf molekularer Ebene. Es wird angestrebt, umfassend zu untersuchen, wie sich die Eigenschaften der Hybridsysteme aus denen der Einzelkomponenten ergeben und vorhersagen lassen bzw. gegebenenfalls zu klären, wie vorteilhafte Synergieeffekte entstehen. Idealerweise, wird das Projekt neue Wege zur Herstellung effizienter thermoelektrischer Materialien aufweisen.

Dieses Projekt widmet sich der Untersuchung neuartiger, thermoelektrischer Hybridmaterialien bestehend aus nanostrukturiertem Silizium und funktionalisierten Polymeren. Zusammengefasst sollen die schlechten thermoelektrischen Eigenschaften von bulk-Silizium in Hybridsystemen bestehend aus porösen Siliziumsubstraten gefüllt mit leitfähigen Polymeren (z. B. PEDOT) überwunden werden. Das nanostrukturierte Substrat garantiert hierbei eine geringe thermische Leitfähigkeit als Grundvoraussetzung für exzellente thermoelektrische Materialien, wohingegen eine geeignete Wahl des Polymers die Optimierung elektrischer Eigenschaften erlaubt. Hergestellte Systeme werden in einer Kombination aus makroskopischen, thermoelektrischen Messmethoden und strukturellen bzw. dynamischen Untersuchungen mit Röntgen- und Neutronenstrahlung charakterisiert. Ziel ist es zu verstehen, wie makroskopische Größen, das sind u. a. elektrische Leitfähigkeit, thermische Leitfähigkeit und Seebeck-Koeffizient, in Bezug stehen zu elektronischer und phononischer Bandstruktur auf molekularer Ebene. Es wird angestrebt, umfassend zu untersuchen, wie sich die Eigenschaften der Hybridsysteme aus denen der Einzelkomponenten ergeben und vorhersagen lassen bzw. gegebenenfalls zu klären, wie vorteilhafte Synergieeffekte entstehen. Idealerweise, wird das Projekt neue Wege zur Herstellung effizienter thermoelektrischer Materialien aufweisen.