Nové termoelektrické, termovoltaické a fononelektrické systémy pro konverzi tepla na bázi polovodičů nitridů
Cíle projektu
Tento projekt je zaměřen na vývoj n typových a p typových polovodičů založených na dopovaném ScN a CrN pro aplikace přeměny tepla. Tyto nitridy vykazují potencionálně vysokou termoelektrickou účinnost v teplotním rozmezí 600 K až 800 K. Jejich termoelektrické aplikace jsou však omezeny vysokou tepelnou vodivostí u ScN a malou elektrickou vodivostí u CrN. Hlavní idea tohoto projektu je dopovat tyto nitridové struktury vhodnými prvky, tak aby se jejich vlastnosti zlepšily. To pak povede ke zvýšení termoelektrické účinnosti. Pro dosažení n-typových a p-typových polovodičů s vysokou termoelektrickou účinností bude vyzkoušeno několik druhů dopantů. Na podporu a doplnění experimentální části navrhujeme teoretický výzkum založený na nejmodernějších kvantově mechanických výpočtech teorie funkcionálu hustoty. S využitím výsledků získaných na testovaných materiálech bude nakonec proveden první vývoj p-n přechodů pro přeměnu tepla.
Klíčová slova
thermoelectricitythermovoltaicphonoelectricitynitridessemiconductormagnetron sputteringpulsed laser depositionthin filmsmaterials engineering
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202300001
Hlavní účastníci
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
23-07228S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Novel thermoelectric, thermovoltaic, and phonoelectric heat conversion systems based on nitrides semiconductors
Anotace anglicky
This project is focused on development of n-type and p-type semiconductors based on doped ScN and CrN materials for heat conversion applications. These nitrides present potential high thermoelectric figure of merit in the temperature range from 600 K to 800 K. Thermoelectric applications are, however, limited by high thermal conductivity for ScN and low electrical conductivity for CrN. The main idea of this project is to dope these nitride structures with suitable elements in order to improve their properties. These enhancements will increase the thermoelectric figure of merit corresponding to the thermoelectric efficiency. Several doping elements will be tested in order to get n-type and p-type semiconductors with high values of thermoelectric efficiency. To support and supplement the experimental part we propose theoretical investigations based on state-of-the-art density functional theory calculations. Finally, first developments of heat conversion p-n junctions will be performed by applying results obtained on tested materials.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
OECD FORD - vedlejší obor
20506 - Coating and films
OECD FORD - další vedlejší obor
21001 - Nano-materials (production and properties)
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)BM - Fyzika pevných látek a magnetismus
JJ - Ostatní materiály
JK - Koroze a povrchové úpravy materiálu
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2023
Ukončení řešení
31. 12. 2025
Poslední stav řešení
K - Končící víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
29. 2. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
21. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
8 014 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
7 537 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
477 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Uznané náklady
8 014 tis. Kč
Statní podpora
7 537 tis. Kč
0%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Doba řešení
01. 01. 2023 - 31. 12. 2025