Direct observation of hot-electron-enhanced thermoelectric effects in silicon nanodevices

热电效应 材料科学 纳米电子学 半导体 热电冷却 热电材料 非平衡态热力学 硅 塞贝克系数 凝聚态物理 光电子学 纳米技术 工程物理 物理 热力学
作者
Huanyi Xue,Ruijie Qian,Weikang Lu,Xue Gong,Ludi Qin,Zhenyang Zhong,Zhenghua An,Lidong Chen,Wei Lu
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:13
标识
DOI:10.1038/s41467-023-39489-z
摘要

The study of thermoelectric behaviors in miniatured transistors is of fundamental importance for developing bottom-level thermal management. Recent experimental progress in nanothermetry has enabled studies of the microscopic temperature profiles of nanostructured metals, semiconductors, two-dimensional material, and molecular junctions. However, observations of thermoelectric (such as nonequilibrium Peltier and Thomson) effect in prevailing silicon (Si)-a critical step for on-chip refrigeration using Si itself-have not been addressed so far. Here, we carry out nanothermometric imaging of both electron temperature (Te) and lattice temperature (TL) of a Si nanoconstriction device and find obvious thermoelectric effect in the vicinity of the electron hotspots: When the electrical current passes through the nanoconstriction channel generating electron hotspots (with Te~1500 K being much higher than TL~320 K), prominent thermoelectric effect is directly visualized attributable to the extremely large electron temperature gradient (~1 K/nm). The quantitative measurement shows a distinctive third-power dependence of the observed thermoelectric on the electrical current, which is consistent with the theoretically predicted nonequilibrium thermoelectric effects. Our work suggests that the nonequilibrium hot carriers may be potentially utilized for enhancing the thermoelectric performance and therefore sheds new light on the nanoscale thermal management of post-Moore nanoelectronics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科目三的应助被不辣的皮特采纳,获得10
刚刚
butterfly0发布了新的文献求助10
1秒前
言禹完成签到 ,获得积分10
1秒前
LHH的应助被一点半就起床采纳,获得10
2秒前
qwq完成签到 ,获得积分10
3秒前
单薄海亦完成签到 ,获得积分10
3秒前
Benhnhk21完成签到,获得积分10
3秒前
cc完成签到 ,获得积分10
4秒前
小楞楞完成签到,获得积分10
4秒前
SciGPT的应助被心中的太阳采纳,获得10
6秒前
lolo完成签到,获得积分10
7秒前
知性的猎豹完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
贪玩的秋柔的应助被Leti采纳,获得10
9秒前
11秒前
csg888888完成签到,获得积分10
11秒前
Tomato完成签到 ,获得积分10
12秒前
健康的鸽子完成签到,获得积分10
13秒前
长大完成签到,获得积分10
13秒前
qm2026完成签到,获得积分10
13秒前
科研菜鸟望毕业完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
博士完成签到 ,获得积分10
16秒前
科研通AI6.2的应助被怕黑谷槐采纳,获得10
16秒前
Hello的应助被杨裕农采纳,获得10
16秒前
潜水的桃发布了新的文献求助10
17秒前
zjy147完成签到,获得积分10
17秒前
consp999完成签到 ,获得积分10
18秒前
shifang完成签到,获得积分10
18秒前
一团毛线完成签到,获得积分10
18秒前
大个的应助被yyy采纳,获得30
19秒前
糟糕的妙海完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
沉静的便当完成签到 ,获得积分10
20秒前
小板deng完成签到,获得积分10
22秒前
chenfeng233完成签到 ,获得积分10
22秒前
yk完成签到 ,获得积分10
22秒前
科研通AI6.4的应助被不辣的皮特采纳,获得100
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Campbell's Operative Orthopaedics, E-Book 3000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8014439
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9461018
关于积分的说明 21183865
捐赠科研通 7585732
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3384559
关于科研通互助平台的介绍 2517738
邀请新用户注册赠送积分活动 2419797