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マグネシウムシリサイドの合成方法および熱電素子モジュールの製造方法 コモンズ

国内特許コード P04A005609
整理番号 ShIP‐Z203
掲載日 2005年1月18日
出願番号 特願2002-171339
公開番号 特開2004-018274
登録番号 特許第3772206号
出願日 平成14年6月12日(2002.6.12)
公開日 平成16年1月22日(2004.1.22)
登録日 平成18年2月24日(2006.2.24)
発明者
  • 細野 徹朗
  • 倉本 護
  • 松沢 勇介
  • 百瀬 与志美
  • 立岡 浩一
  • 桑原 弘
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 マグネシウムシリサイドの合成方法および熱電素子モジュールの製造方法 コモンズ
発明の概要

【課題】伝導制御された所望の形状のマグネシウムシリサイドを、簡便で安価に合成する方法を提供する。
【解決手段】Si塊を所望の形状に加工する工程と、前記加工されたSi塊を、マグネシウム雰囲気中で加熱する工程とを具備することを特徴とする。マグネシウム雰囲気中で加熱する前または後に、p型ドーパントおよびn型ドーパントの少なくとも一方のドーパントを、前記Si塊の全体または一部に導入してもよい。
【選択図】  なし

従来技術、競合技術の概要
従来の固体熱電変換デバイスに使用されているビスマステルル系材料は、熱的に不安定であり、使用可能な温度が200℃前後以下と限られるため、高温の熱源を用いた廃熱発電には利用することができない。一方、鉄シリサイドおよびマンガンシリサイド系材料は、熱的に安定であるものの熱電変換効率が低く、実用的でない。マグネシウムシリサイド系材料は、熱的にも安定で熱電変換効率も高く、期待される材料である。しかしながら、生成・加工が困難であることに加え、活性なMgを含むために発火のおそれがあることから、その実用化が進んでいない。
【0003】
エネルギー枯渇、地球温暖化防止、オゾン層破壊防止対策として高効率の熱電変換デバイスの開発が急がれているにもかかわらず、高温の熱源を用いた廃熱発電用材料開発およびプロセス開発がなされていないのが現状である。
産業上の利用分野
本発明は、マグネシウムシリサイドの合成方法に係り、特にp型またはn型に伝導型が制御され、所望の形状を有するマグネシウムシリサイドを合成する方法、および熱電素子モジュールの製造方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 Si塊を所望の形状に加工する工程と、
前記加工されたSi塊にp型予定領域およびn型予定領域を画定する工程と、
前記Si塊の前記p型予定領域に、p型ドーパントを選択的に導入してp型領域を形成する工程と、
前記Si塊をマグネシウム雰囲気の真空中で加熱する工程と
を具備することを特徴とするマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項2】 前記Si塊の前記p型予定領域にp型ドーパントを導入するとともに、前記Si塊の前記n型予定領域にn型ドーパントを導入することを特徴とする請求項1に記載のマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項3】 Si塊を所望の形状に加工する工程と、
前記加工されたSi塊をマグネシウム雰囲気の真空中で加熱してマグネシウムシリサイドを得る工程と、
前記マグネシウムシリサイドにp型予定領域およびn型予定領域を画定する工程と、
前記マグネシウムシリサイドの前記p型予定領域にp型ドーパントを選択的に導入して、p型領域を形成する工程と
を具備することを特徴とするマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項4】 前記マグネシウムシリサイドの前記p型予定領域にp型ドーパントを導入するとともに、前記マグネシウムシリサイドの前記n型予定領域にn型ドーパントを導入することを特徴とする請求項に記載のマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項5】 前記ドーパントは、真空蒸着法または塗布法により導入されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項6】 前記p型ドーパントはCuおよびAgからなる群から選択されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項7】 前記n型ドーパントはSbであることを特徴とする請求項2または4に記載のマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項8】 前記Si塊のマグネシウム雰囲気の真空中での加熱は、前記Si塊をマグネシウム金属とともに真空容器内で加熱することにより行なわれることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項9】 前記真空容器内での加熱は、200℃以上1102℃以下の温度で行なわれることを特徴とする請求項8に記載のマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項10】 前記真空容器内での加熱は、1.5時間以上行なわれることを特徴とする請求項8または9に記載のマグネシウムシリサイドの合成方法。
【請求項11】 交互に接続されたp型およびn型の領域を有するマグネシウムシリサイドを具備する熱電素子モジュールの製造方法であって、
Si塊を前記モジュールの形状に加工する工程と、
前記加工されたSi塊にp型予定領域およびn型予定領域を画定する工程と、
前記Si塊の前記p型予定領域に、p型ドーパントを選択的に導入してp型領域を形成する工程と、
前記Si塊をマグネシウム雰囲気の真空中で加熱して、選択的に形成されたp型領域を有するマグネシウムシリサイドを得る工程と
を具備することを特徴とする製造方法。
【請求項12】 前記Si塊の前記p型予定領域にp型ドーパントを導入するとともに、前記Si塊の前記n型予定領域にn型ドーパントを導入することを特徴とする請求項11に記載の熱電素子モジュールの製造方法。
【請求項13】 交互に接続されたp型およびn型の領域を有するマグネシウムシリサイドを具備する熱電素子モジュールの製造方法であって、
Si塊を前記モジュールの形状に加工する工程と、
前記加工されたSi塊をマグネシウム雰囲気の真空中で加熱してマグネシウムシリサイドを得る工程と、
前記マグネシウムシリサイドにp型予定領域およびn型予定領域を画定する工程と、
前記マグネシウムシリサイドの前記p型予定領域にp型ドーパントを選択的に導入して、p型領域を形成する工程と
を具備することを特徴とする製造方法。
【請求項14】 前記マグネシウムシリサイドの前記p型予定領域にp型ドーパントを導入するとともに、前記マグネシウムシリサイドの前記n型予定領域にn型ドーパントを導入することを特徴とする請求項13に記載の熱電素子モジュールの製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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