[发明专利]具有提高的热电优值的SiGe基质纳米复合材料

权利要求书

1.含有SiGe基质的纳米复合材料，所述基质中分散有硅化物和/或锗化物纳米夹杂物。

2.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米夹杂物是由对应于通式(I)的材料制成：

                      Si_nGe_mA_p

                        (I)

其中A是选自过渡金属、镧系元素和锕系元素的化合物，n、m、p是整数，

n≥0、m≥0、p＞0，n和m不能同时为0。

3.如权利要求1或2所述的纳米复合材料，其特征在于，所述基质是基于可以通过如下通式描述的SiGe合金：

        Si_xGe_(1-x)

其中，x是严格包含在0和1之间的数：0＜x＜1。

4.如权利要求3所述的纳米复合材料，其特征在于，0.3≤x≤0.8，优选0.4≤x≤0.7。

5.如权利要求1至4中任一项所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米夹杂物是纳米颗粒。

6.如权利要求1至5中任一项所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米颗粒具有等于或小于100nm的尺寸，优选1nm至100nm。

7.如权利要求5或6所述的纳米复合材料，其特征在于，相对于SiGe基质体积的纳米夹杂物的体积比V_f包括在如下限制内：

0.1％≤V_f≤10％。

8.如权利要求1至7中任一项所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米夹杂物由硅化物制成，并且对应于如下通式：

                        Si_nA_p

                        (II)

其中，n和p都是严格的正整数。

9.如权利要求8所述的纳米复合材料，其特征在于，A选自下组：Mg、Ti、V、Ni、Mo、Er、Yb、W、Fe、Cr、Co、Mn、Ru、Os、Ir，更优选A是选自下组：Ir、Ru、Fe、Ni、W、Co。

10.如权利要求8或9所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米夹杂物材料选自如下：Mg₂Si、TiSi₂、VSi₂、NiSi₂、MoSi₂、ErSi₂、YbSi₂、WSi₂、β-FeSi₂、CrSi₂、MnSi₂、RuSi₃、OsSi₂、Ir₃Si₅、Os₂Si₃、OsSi。

11.如权利要求1至10中任一项所述的纳米复合材料，其特征在于，所述材料呈现出的导热性与由基质材料所制成的均质合金相比下降至少2倍，优选下降超过5倍。

12.如权利要求1至11中任一项所述的纳米复合材料，其特征在于，所述材料在室温下呈现出的热电优值(ZT)超过或等于0.5。

13.制造如权利要求1至12中任一项所述的纳米复合材料的方法，所述方法包括：在衬底上生长缓冲层；以及通过选自分子束外延和化学气相沉积的方法在缓冲层上生长纳米复合结构。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述衬底是硅衬底。

15.电子元件，其包括至少一层根据权利要求1至12中任一项所述的纳米复合材料的层。

16.如权利要求15所述的电子元件，其特征在于，所述元件选自如下：热电发生器和热电制冷器。