科学者たちは、廃熱を効率的に捕らえ電気に変換できる新しい材料を探求しています。これには、体温やチップ温度のような低温でも対応できるものが含まれます。彼らは、ドイツium (Ge) とスズ (Sn) の混合物であるGeSn合金に注目しており、これはシリコンウエハー上に成長されます。これらの材料は「グリーン」コンピューティングや低消費電力のIoTデバイスにとって有望です。

GeSn合金は純粋なドイツiumよりも熱伝導率がはるかに低いため、熱を電気により良く変換できます。純粋なGeの熱伝導率は55 W/(m·K)に対して、Ge0.88Sn0.12ではわずか4 W/(m·K)に低下し、熱をよりよく保持し、熱電アプリケーションにおいてより効率的であることを意味します。

研究者たちは、「3ω法」と呼ばれる特別な方法を使用して、これらの合金の熱特性を測定しました。この方法は、材料の上に金属ストライプを使用して熱を生成し、結果として生じる温度変化を測定するものです。彼らは、GeSn合金の熱伝導率がスズの量と層の厚さに依存していることを発見しました。

結果は、GeSn合金がSiGe合金と同様のエネルギー収集能力を達成できることを示しましたが、温度は20°Cから100°Cの範囲で、これらは多くの電子デバイスに典型的な温度です。これにより、GeSn合金は既存のシリコンベースの技術（CMOS）への統合に非常に有望であり、電子デバイスのエネルギー消費と冷却ニーズを低減する可能性があります。

要約すると、GeSn合金は、特に日常の電子デバイスやウェアラブル技術に適した低温で廃熱を管理・利用するためのより環境に優しく効率的な方法を提供することにより、電子機器で使用される熱電材料のゲームチェンジャーとなる可能性があります。