Les matériaux thermoélectriques sont utilisés dans les générateurs thermoélectriques qui convertissent un gradient de température en une tension.
Pour caractériser la performance d’un matériau thermoélectrique, on utilise ce que l’on appelle la figure de mérite (ZT) .
Pour calculer la figure de mérite, il faut connaître la conductivité thermique, la conductivité électrique et le coefficient Seebeck.
Les couches minces métalliques présentent des conductivités thermiques et électriques inférieures à celles des matériaux compacts correspondants, tandis que le coefficient Seebeck est moins affecté, ce qui se traduit par des valeurs ZT plus élevées.
Les couches minces métalliques sont largement utilisées dans l’industrie, par exemple pour la fabrication de circuits intégrés.
La conductivité électrique, la conductivité thermique et le coefficient Seebeck ont été mesurés dans une plage de température de 225 K à 375 K sur une nanocouche d’or (Au) d’une épaisseur de 100 nm, obtenue par pulvérisation magnétron DC.
La figure de mérite ZT a été calculée à partir de ces paramètres.
La conductivité thermique et électrique mesurée de cette couche mince était environ la moitié de celle du matériau compact.
Ces résultats, qui montrent une nette influence de l’effet de taille, ont été vérifiés et s’accordaent parfaitement avec la loi de Wiedemann-Franz.
