Skutterudite Superlattices for Thermoelectric Applications
Project goals
The goal of the project is the study of possibility of preparation both n- and p-type superlattices composed of suitable compounds with skutterudite structure. These compounds proved to be very prospective materials for advanced thermoelectric applicatons in the middle temperature region. One can expect considerable enhancement of thermoelectric figure of merit (ZT) at properly designed and prepared superlattices in comparison with bulk samples. Proposed compounds, i.e. partially or fully filled skutterudites, will be prepared by means of powder metallurgy methods and targets for pulsed laser deposition (PLD) wiil be formed by hot-pressing technology from them. The most suitable PLD conditions (substrate temperature, energy density of the laser beam, atmosphere in the deposition chamber) and most suitable arrangement (periodicity of the superlattices) will be studied to achieve as best as possible ZT values of the prepared superlattices. The ZT will be measured by Harman method. The thermal conductivity will be characterized by means of scanning thermal microscope.
Keywords
thermoelectricssuperlatticesskutteruditespulsedlaserdeposition
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 13 (SGA02010GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P108-10-1315
Alternative language
Project name in Czech
Skutteruditové supermřížky pro termoelektrické aplikace
Annotation in Czech
Cílem projektu je studium možností přípravy jak n- tak i p-typových supermřížek složených z vhodných sloučenin majících skutteruditovou strukturu. Tyto sloučeniny se ukázaly být velmi perspektivními materiály pro termoelektrické aplikace ve středním oboru teplot. Přípravou vhodně navržených a připravených supermřížek lze očekávat výrazné zvýšení termoelektrické účinnosti ve srovnání s objemovými materiály. Navržené sloučeniny - tj. částečně či plně zaplněné skutterudity budou připraveny metodami práškové metalurgie a metodou lisování za horka z nich budou připraveny terčíky pro laserovou ablaci. Budou studovány vhodné podmínky pro přípravu supermřížek (teplota substrátu, hustota energie laserového svazku, atmosféra v depoziční komoře) a nejvhodnější uspořádání (periodicita ), za účelem dosažení co nejvyšší termoelektrické účinnosti ZT. Tato termoelektrická účinnost bude měřena Harmanovou metodou. Tepelná vodivost, která by u supermřížek, ve srovnání s objemovými vzorky, měla výrazně klesnout, bude charakterizována pomocí termálního rastrovacího mikroskopu.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - secondary branch
JA - Electronics and optoelectronics
CEP - another secondary branch
JE - Non-nuclear power engineering, energy consumption and utilization
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
20201 - Electrical and electronic engineering
20704 - Energy and fuels
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Preparation of high quality skutteride layers (by laser deposition) for superlattices preparation for thermoelectric applications. New skutteride compounds were prepared. Important results for other use of laser deposition and preparation of materials for thermoelectric applications. Five impacted papers were published.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2010
Realization period - end
Dec 31, 2012
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 1, 2012
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP13-GA0-GA-U/02:3
Data delivery date
May 17, 2016
Finance
Total approved costs
3,219 thou. CZK
Public financial support
3,219 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
3 219 CZK thou.
Public support
3 219 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2010 - 31. 12. 2012