熱電材 (Thermoelectric material)

熱電材とは

一般に固体において、熱は原子の熱振動および自由電子の運動によって伝えられるが、絶縁体では原子の熱振動だけがこれにあずかり、金属では主に自由電子によって、また半導体ではその両者によるものである。 したがって、金属や半導体では熱と電子を結びつけるようないくつかの現象が起こりうるもので、とりわけ半導体において新しい用途が開拓された。これら現象のうちで特に重要なのは、ゼーベック、ペルチェ、およびトムソン効果である。

2種類の導体（合金、半導体）で回路をつくり、この接点に温度差を与えるとゼーベック効果により接点間に電位差が生じる。また二つの接点間に電流を流すとペルチェ効果により一端は冷却され、他端は加熱される。このような現象を高い変換効率で行なえる材料を熱電材という。

主な熱電材

p型にドープしたBi-Te系、Pb-Te系、SiGeなどの半導体、比較的低い温度で高い変換効率がえられるカルコゲン化合物、 効率は小さいが高い温度まで利用できる遷移金属ケイ素化合物などがある。