Sources locales d'énergie thermoélectrique

par Etienne Thiebaut (Thiébaut)

Projet de thèse en Electronique et Optoélectronique, Nano- et Microtechnologies

Sous la direction de Philippe Lecoeur.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Electrical,Optical,Bio: PHYSICS_AND_ENGINEERING , en partenariat avec Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    La thermoélectricité, bien que découverte au dix-neuvième siècle, pose encore de nombreux challenges scientifiques et techniques malgré des avancées importantes sur le plan des matériaux [1], avec la découverte de composés de la famille des oxydes qui présentent moins de limites sur le plan des ressources naturelles et une absence de toxicité comparativement aux matériaux traditionnels de ce domaine. Parallèlement la modélisation au plan théorique des mécanismes physiques sous-jacents, avec des modèles qui prennent en compte les mécanismes de couplage force et flux dans les machines thermiques, font de la thermoélectricité un système modèle pour les machines thermiques microscopiques [2]. A ces approches théoriques il faut ajouter un certain nombre de développements applicatifs sous la forme de modules non-conventionnel permettant une mise en forme et une automatisation de fabrication qui rendent les grandes séries accessibles. Citons les réalisations sur substrats souples et les techniques de type unileg qui permet de réduire à un seul matériau thermoélectrique l'élément actif des dispositifs. Par ailleurs, des techniques récentes de caractérisation ont vu le jour, qui autorise la détermination directe du facteur de mérite de dispositifs par mesure de spectroscopie d'impédance isotherme. En mettant en œuvre leurs compétences de dépôt de films minces, de caractérisations structurales, thermiques et électriques, ainsi que leurs expertise en terme de modélisation et d'étude des régimes de fonctionnement, l'IEF, la société ST Microelectronics et le LIED proposent une thèse visant à développer un démonstrateur basé sur des oxydes fonctionnels à la fois sur le plan expérimental mais aussi au niveau modélisation. La thèse se déroulera principalement au sein de l'IEF et de la société ST Microelectronics. Documents accessibles en ligne : [1] http://www.lorentzcenter.nl/lc/web/2013/575/RGS/30-01-01-0007%20Snyder%20Complex%20Thermoelectric%20Materials%202008.pdf [2] https://tel.archives-ouvertes.fr/file/index/docid/942393/filename/VA2_APERTET_YANN_13122013.pdf

  • Titre traduit

    Local sources of thermoelectric energy


  • Résumé

    Thermoelectricity, although discovered in the nineteenth century, still raises many scientific and technical challenges despite significant progress in terms of materials [1], with the discovery of compounds from the family of oxides that have fewer limitations on the terms of natural resources and an absence of toxicity compared to traditional materials in this area. Alongside the theoretical modeling of the physical mechanisms underlying, with models that take into account the coupled mechanism between force and flow in the thermal machines, make thermoelectricity a model system for microscopic thermal machines [2]. To these theoretical approaches must be added a number of application development in the form of non-conventional modules for shaping and manufacturing automation that make large series accessible. These include accomplishments on flexible substrates and unileg type of techniques that will reduce to a single thermoelectric material the active element of the devices. Moreover, recent characterization techniques have been developed, which allows the direct determination of the figure of merit by isothermal impedance spectroscopy. By implementing their skills for depositing thin films, structural, thermal and electrical characterizations and their expertise in terms of modeling and study of operating systems, IEF, ST Microelectronics and LIED offer a thesis to develop a demonstrator based on functional oxides both experimentally and also at the modeling level. The thesis will mainly take place within the IEF and the company ST Microelectronics. Documents available online: [1] http://www.lorentzcenter.nl/lc/web/2013/575/RGS/30-01-01-0007%20Snyder%20Complex%20Thermoelectric%20Materials%202008.pdf [2] https://tel.archives-ouvertes.fr/file/index/docid/942393/filename/VA2_APERTET_YANN_13122013.pdf