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CVD Diamantfolien für thermoelektrische Anwendungen

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CVD Diamantfolien für thermoelektrische Anwendungen

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.

Ansprechpartner:

apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Stefan M. Rosiwal

Publikationen:

  • Borchardt R., Fromm T., Haase A., Fecher J., Rosiwal S.:
    World's First Thermoelectric Generator Made of Tailored Carbon Allotropes
    In: Advanced Engineering Materials (2020)
    ISSN: 1438-1656
    DOI: 10.1002/adem.202000108
  • Haase A., Peters A., Rosiwal S.:
    Growth and thermoelectric properties of nitrogen-doped diamond/graphite
    In: Diamond and Related Materials 63 (2016), S. 222-226
    ISSN: 0925-9635
    DOI: 10.1016/j.diamond.2015.10.023
  • Fecher J., Wormser M., Rosiwal S.:
    Long term oxidation behavior of micro- and nano-crystalline CVD diamond foils
    In: Diamond and Related Materials 61 (2016), S. 41-45
    ISSN: 0925-9635
    DOI: 10.1016/j.diamond.2015.11.009
  • Engenhorst M., Fecher J., Notthoff C., Schierning G., Schmechel R., Rosiwal S.:
    Thermoelectric transport properties of boron-doped nanocrystalline diamond foils
    In: Carbon 81 (2015), S. 650-662
    ISSN: 0008-6223
    DOI: 10.1016/j.carbon.2014.10.002
  • Sobolewski S., Lodes M., Rosiwal S., Singer R.:
    Surface energy of growth and seeding side of free standing nanocrystalline diamond foils
    In: Surface & Coatings Technology 232 (2013), S. 640-644
    ISSN: 0257-8972
    DOI: 10.1016/j.surfcoat.2013.06.051



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