The calculation results of the influence of contact resistances of the metal-semiconductor interface on the output power of a flexible microthermoelectric generator is presented. The calculation method based on semiconductor theory. The contact area of the conductor (metal) and thermoelectric material (semiconductor) is characterized by a discrepancy between bulk properties and irregularities in a thin area near the interface. Different thermal and electrical carriers (phonons and electrons) encounter different resistances in this interface area. The calculations were carried out using ANSYS Workbench and Wolfram Mathematica. Output power simulation was carried out by taking into account contact electric and thermal resistances influence on the metal–semiconductor interface for six contact couples (three metals, two semiconductors). Interface contact resistances significantly reduce the output power. It was shown that contact resistances reduce the output power of the thermoelectric device by 64-70% depending on the metal type of the metal–semiconductor contact couple. The presented results of calculating interface contact resistances correspond to experimental measurements in references, which allows us to conclude that this method of calculating interface electrical and thermal contact resistances can be used in the case of microelectronic fabrication of thermoelectric devices.

Представлены результаты расчета влияния контактных сопротивлений на границе раздела металл-полупроводник на выходную мощность гибкого микротермоэлектрического генератора. Метод расчета основан на теории полупроводников. Область контакта проводника (металла) и термоэлектрического материала (полупроводника) характеризуется несоответствием объемных свойств и неоднородностями в тонкой области вблизи границы раздела. Различные тепловые и электрические носители (фононы и электроны) будут встречать разное сопротивление в этой области интерфейса. Расчеты проводились с использованием программного обеспечения ANSYS Workbench и Wolfram Mathematica. Моделирование выходной мощности проведено с учетом влияния контактных электрических и термических сопротивлений на границу раздела металл-полупроводник для шести контактных пар (три металла, два полупроводника). Контактные сопротивления интерфейса существенно снижают выходную мощность. Показано, что контактные сопротивления снижают выходную мощность термоэлектрического устройства на 64-70% в зависимости от типа металла контактной пары "металл-полупроводник". Представленные результаты расчета интерфейсных контактных сопротивлений соответствуют экспериментальным измерениям в литературе, что позволяет сделать вывод о возможности использования данного метода расчета интерфейсных электрических и тепловых контактных сопротивлений при микроэлектронном изготовлении термоэлектрических устройств.

Информатика, телекоммуникации и управление = Computing, Telecommunications and Control. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020-. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Информатика, телекоммуникации и управление = Computing, Telecommunications and Control. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020-. Vol. 16, № 4, 2023. — 1 файл (3,95 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j24-48.pdf>.