Geschrumpfte Thermoelektronik
Thermoelektrische Bauelemente lassen sich dank neuem Produktionsverfahren in Mikroelektronik integrieren.
Thermoelektrische Materialien können Wärme in elektrische Energie umwandeln oder umgekehrt als umweltfreundliche Kühlelemente eingesetzt werden. In vielen Prozessen im Alltag und in der Industrie tritt Energieverlust in Form von Abwärme auf, die durch thermoelektrische Generatoren in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Das stellt auch eine zusätzliche Stromquelle in diesen Systemen zur Verfügung. Ein weiteres besonders attraktives Anwendungsgebiet von thermoelektrischen Materialien ist die Kühlung von mikroelektronischen Bauelementen, zum Beispiel in Prozessoren oder beim Wärmemanagement in Organimplantaten.
Abb.: Elektronenmikroskopische Aufnahme von integrierbaren mikrothermoelektrischen Bauelementen mit einer Packungsdichte von etwa 5000 Stück pro Quadratzentimeter (Bild: IFW Dresden)
Dazu müssen thermoelektrische Generatoren mit den Systemen der modernen Mikroelektronik kompatibel sein. Außerdem muss sich der Herstellungsprozess in die etablierten Abläufe der Chipproduktion integrieren lassen. All das hat sich bisher als sehr schwierig erwiesen, so dass eine breite Anwendung mikrothermoelektrischer Bauelemente bisher nicht erfolgt ist.
Nun gibt es einen neuen vielversprechenden Vorstoß von Forschern des Leibniz-
Die auf diese Weise hergestellten mikrothermoelektrischen Bauelemente haben sehr schnelle Reaktionszeiten von nur einer Millisekunde sowie eine hohe Zuverlässigkeit von mehr als zehn Millionen Zyklen und von über dreißig Tagen stabiler Kühlleistung. Die Verbesserung dieser Kennzahlen stellt einen entscheidenden Schritt hin zur breiten Anwendung von thermoelektrischen Bauteilen dar.
IFW / DE
