Activity CVD diamond foils for thermoelectric applications

Internally funded project


Start date : 01.01.2000


Project details

Short description

Doping and varying the grain sizes via manipulation of CVD process parameters allow the production of diamond foils with application specific properties. On the one hand, micro crystalline diamond foils with a very high heat conductivity (around 2000 W/mK)  and a very low electrical conductivity can be produced, while on the other hand boron doped (p-conduction) diamond foils  with corresponding micro and nano grain sizes can have electrical conductivities of up to 40.000 S/m and a thermal conductivity of significantly less than 100 W/mK.

It was already possible to measure Seebeck coefficients above 350 µV/K. These completely different diamond foils are being further developed to improve thermoelectrical properties.

The doping of Titanium and Vanadium for the n-conduction of diamond is another topic of research.

Scientific Abstract

Dotierung und Variation der Korngröße durch geeignete CVD-Prozessparameter ermöglichen es, Diamantfolien mit völlig unterschiedlichen Eigenschaften herstellen. Zum einen mikrokristalline Diamantfolien mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit (ca. 2000 W/mK) und keiner elektrischen Leitfähigkeit. Zum anderen Bor-dotierte (p-Leitung) Diamantfolien mit Mikro- oder Nanokorngröße, die elektrische Leitfähigkeiten bis zu 40.000 S/m besitzen und thermische Leitfähigkeiten deutlich unter 100 W/mK. Es konnten bereits Seebeckkoeffizienten von über 350 µV/K gemessen werden. Diese völlig unterschiedlichen Diamantfolien werden zur Verbesserung ihrer thermoelektrischen Eigenschaften weiter entwickelt.

Die n-Leitung von Diamant durch Dotierung mit Metallen wie Titan und Vanadin ist ein weiterer Forschungsschwerpunkt.

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