The Seebeck coeeficients of AlInN alloys, grown by metalorganic vapor phase epitaxy, with In-contents (x) from 0.38% up to 21.34%, were characterized and analyzed from room temperature (T = 300 K) up to high temperature (T = 382 K). The Seebeck coefficients of the n-type AlInN alloys show significant enhancement at higher temperature up to 382 K, in comparison to those measured at room temperature. Large Seebeck coefficients (602.0– 1233.2 μV/K) were obtained for the lattice-matched Al0.83In0.17N alloy (n = 5.1 × 1018 cm−3) from T = 300 K up to T = 382 K. The improvement of Seebeck coefficients for the n-type AlInN alloys will lead to ∼1.5–4 times improvement of the thermopower at higher temperatures.

1.
R. M.
Farrell
,
D. F.
Feezell
,
M. C.
Schmidt
,
D. A.
Haeger
,
K. M.
Kelchner
,
K.
Iso
,
H.
Yamada
,
M.
Saito
,
K.
Fujito
,
D. A.
Cohen
,
J. S.
Speck
,
S P.
DenBaars
, and
S.
Nakamura
,
Jpn. J. Appl. Phys.
46
,
L761
(
2007
).
2.
D.
Queren
,
A.
Avramescu
,
G.
Bruderl
,
A.
Breidenassel
,
M.
Schillgalies
,
S.
Lutgen
, and
U.
Strau
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
081119
(
2009
).
3.
M.
Abid
,
T.
Moudakir
,
Z.
Djebbour
,
G.
Orsal
,
S.
Gautier
,
A.
En Naciri
,
A.
Migan-Dubois
, and
A.
Ougazzaden
,
J. Crys. Growth
315
,
283
(
2011
).
4.
A.
Venkatachalam
,
B.
Klein
,
J.-H
Ryou
,
S. C.
Shen
,
R. D.
Dupuis
,
P. D.
Yoder
,
IEEE J. Quantum Electron.
46
,
238
(
2010
).
5.
D. S.
Sizov
,
R.
Bhat
,
J.
Napierala
,
C.
Gallinat
,
K.
Song
, and
C.
Zah
,
Appl. Phys. Expr.
2
,
071001
(
2009
).
6.
T.
Miyoshi
,
S.
Masui
,
T.
Okada
,
T.
Yanamoto
,
T.
Kozaki
,
S.
Nagahama
, and
T.
Mukai
,
Appl. Phys. Expr.
2
,
062201
(
2009
).
7.
M. H.
Crawford
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
15
,
1028
(
2009
).
8.
N. F.
Gardner
,
G. O.
Muller
,
Y. C.
Shen
,
G.
Chen
,
S.
Watanabe
,
W.
Gotz
, and
M. R.
Krames
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
243506
(
2007
).
9.
M. H.
Kim
,
M. F.
Schubert
,
Q.
Dai
,
J. K.
Kim
,
E. F.
Schubert
,
J.
Piprek
, and
Y.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
183507
(
2007
).
10.
H.
Zhao
,
G.
Liu
,
J.
Zhang
,
J. D.
Poplawsky
,
V.
Dierolf
, and
N.
Tansu
,
Optics Express
19
,
A991
(
2011
).
11.
J. J.
Wierer
,
A.
David
, and
M. M.
Megens
,
Nat. Photon.
3
,
163
(
2009
).
12.
X. H.
Li
,
R.
Song
,
Y. K.
Ee
,
P.
Kumnorkaew
,
J. F.
Gilchrist
, and
N.
Tansu
,
IEEE Photonics Journal
3
,
489
(
2011
).
13.
T.
Jung
,
L. K.
Lee
, and
P. C.
Ku
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
15
,
1073
(
2009
).
14.
X.
Li
,
S. G.
Bishop
, and
J. J.
Coleman
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
1179
(
1998
).
15.
G.
Liu
,
H.
Zhao
,
J.
Zhang
,
J. H.
Park
,
L. J.
Mawst
, and
N.
Tansu
,
Nanoscale Res. Lett.
6
,
342
(
2011
).
16.
K.
McGroddy
,
A.
David
,
E.
Matioli
,
M.
Iza
,
S.
Nakamura
,
S.
DenBaars
,
J. S.
Speck
,
C.
Weisbuch
, and
E. L.
Hu
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
103502
(
2008
).
17.
S.
Chhajed
,
W.
Lee
,
J.
Cho
,
E. F.
Schubert
, and
J. K.
Kim
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
071102
(
2011
).
18.
J.-H.
Ryou
,
P. D.
Yoder
,
J.
Liu
,
Z.
Lochner
,
H.
Kim
,
S.
Choi
,
H. J.
Kim
, and
R. D.
Dupuis
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
15
,
1080
(
2009
).
19.
X.
Li
,
S.
Kim
,
E. E.
Reuter
,
S. G.
Bishop
, and
J. J.
Coleman
,
Appl. Phys. Lett.
72
,
1990
(
1998
).
20.
D. D.
Koleske
,
A. J.
Fische
,
A. A.
Allerman
,
C. C.
Mitchell
,
K. C.
Cross
,
S. R.
Kurtz
,
J. J.
Figiel
,
K. W.
Fullmer
, and
W. G.
Breiland
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
1940
(
2002
).
21.
T.
Shioda
,
Y.
Tomita
,
M.
Sugiyama
,
Y.
Shimogaki
, and
Y.
Nakano
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
15
,
1053
(
2009
).
22.
T.
Paskova
and
K. R.
Evans
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
15
,
1041
(
2009
).
23.
U. K.
Mishra
,
P.
Parikh
, and
Y. F.
Wu
,
Proc. of the IEEE
90
,
1022
(
2002
).
24.
R.
Dahal
,
B.
Pantha
,
J.
Li
,
J. Y.
Lin
, and
H. X.
Jiang
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
063505
(
2009
).
25.
C. J.
Neufeld
,
N. G.
Toledo
,
S. C.
Cruz
,
M.
Iza
,
S. P.
DenBaars
, and
U. K.
Mishra
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
143502
(
2008
).
26.
G.
Chen
and
A.
Shakouri
,
J. Heat Transfer
124
,
242
(
2002
).
27.
G.
Chen
,
M. S.
Dresselhaus
,
G.
Dresselhaus
,
J.-P.
Fleurial
, and
T.
Caillat
,
Int. Mater. Rev.
48
,
45
(
2003
).
28.
S.
Yamaguchi
,
Y.
Iwamura
, and
A.
Yamamoto
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
2065
(
2003
).
29.
S.
Yamaguchi
,
R.
Izaki
,
K.
Yamagiwa
,
K.
Taki
,
Y.
Iwamura
, and
A.
Yamamoto
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
5398
(
2003
).
30.
S.
Yamaguchi
,
R.
Izaki
,
N.
Kaiwa
,
S.
Sugimura
, and
A.
Yamamoto
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
5344
(
2004
).
31.
S.
Yamaguchi
,
R.
Izaki
,
Y.
Iwamura
, and
A.
Yamamoto
,
Physica Stat. Solidi (a)
201
,
225
(
2004
).
32.
R.
Izaki
,
N.
Kaiwa
,
M.
Hoshino
,
T.
Yaginuma
,
S.
Yamaguchi
, and
A.
Yamamoto
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
243508
(
2005
).
33.
S.
Yamaguchi
,
R.
Izaki
,
N.
Kaiwa
, and
A.
Yamamoto
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
252102
(
2005
).
34.
A.
Sztein
,
H.
Ohta
,
J.
Sonoda
,
A.
Ramu
,
J. E.
Bowers
,
S. P.
DenBaars
, and
S.
Nakamura
,
Appl. Phys. Exp.
2
,
111003
(
2009
).
35.
E. N.
Hurwitz
,
M.
Asghar
,
A.
Melton
,
B.
Kucukgok
,
L.
Su
,
M.
Orocz
,
M.
Jamil
,
N.
Lu
,
I. T.
Ferguson
,
J. Elec. Materials
40
,
513
(
2011
).
36.
W.
Liu
and
A. A.
Balandin
,
J. Appl. Phys.
97
,
073710
(
2005
).
37.
W.
Liu
and
A. A.
Balandin
,
J. Appl. Phys.
97
,
123705
(
2005
).
38.
B. N.
Pantha
,
R.
Dahal
,
J.
Li
,
J. Y.
Lin
,
H. X.
Jiang
, and
G.
Pomrenke
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
042112
(
2008
).
39.
B. N.
Pantha
,
R.
Dahal
,
J.
Li
,
J. Y.
Lin
,
H. X.
Jiang
, and
G.
Pomrenke
,
J. Electro. Mater.
38
,
1132
(
2009
).
40.
H.
Tong
,
J.
Zhang
,
G.
Liu
,
J. A.
Herbsommer
,
G. S.
Huang
, and
N.
Tansu
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
112105
(
2010
).
41.
J.
Zhang
,
H.
Tong
,
G.
Liu
,
J. A.
Herbsommer
,
G. S.
Huang
, and
N.
Tansu
,
J. Appl. Phys.
109
,
053706
(
2011
).
42.
B. N.
Pantha
,
I.
Feng
,
K.
Aryal
,
J.
Li
,
J. Y.
Lin
, and
H. X.
Jiang
,
Appl. Phys. Expr.
4
,
051001
(
2011
).
43.
W.
Gee
and
M.
Green
,
J. Phys. E: Sci. Instrum.
3
,
135
(
1970
).
44.
R. E.
Bentley
,
Theory and Practice of Thermoelectric Thermometry
(
Springer
,
New York
,
1998
), Chap. 2, p.
60
.
45.
M.
Jamil
,
H.
Zhao
,
J.
Higgins
, and
N.
Tansu
,
J. Cryst. Growth
310
,
4947
(
2008
).
46.
A. T.
Ramu
,
L. E.
Cassels
,
N. H.
Hackman
,
H.
Lu
,
J. M. O.
Zide
, and
J. E.
Bowers
,
J. Appl. Phys.
107
,
083707
(
2010
).
47.
I.
Vurgaftman
and
J. R.
Meyer
,
J. Appl. Phys.
94
,
3675
(
2003
).
48.
E.
Sakalauskas
,
H.
Behmenburg
,
P.
Schley
,
G.
Gobsch
,
C.
Giesen
,
H.
Kalisch
,
R. H.
Jansen
,
M.
Heuken
, and
R.
Goldhahn
,
Phys. Stat. Sol. A
208
,
1517
(
2011
).
49.
R.
Butte
,
J. F.
Carlin
,
E.
Feltin
,
M.
Gonschorek
,
S.
Nicolay
,
G.
Christmann
,
D.
Simeonov
,
A.
Castiglia
,
J.
Dorsaz
,
H. J.
Buehlmann
,
S.
Christopoulos
,
G.
Baldassarri Hoger von Hogersthal
,
A. J. D.
Grundy
,
M.
Mosca
,
C.
Pinquier
,
M. A.
Py
,
F.
Demangeot
,
J.
Frandon
,
P. G.
Lagoudakis
,
J. J.
Baumberg
, and
N.
Grandjean
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
40
,
6328
(
2007
).
50.
S.-M.
Lee
and
D. G.
Cahill
,
J. App. Phys.
81
,
2590
(
1997
).
51.
Z.
Bian
,
M.
Zebarjadi
,
R.
Singh
,
Y.
Ezzahri
,
A.
Shakouri
,
G.
Zeng
,
J.-H.
Bahk
,
J. E.
Bowers
,
J. M. O.
Zide
, and
A. C.
Gossard
,
Phys. Rev. B
76
,
205311
(
2007
).
52.
D. G.
Cahill
and
R. O.
Pohl
,
Phys. Rev. B
35
,
4067
(
1987
).
53.
D. G.
Cahill
,
Rev. Sci. Instrum.
61
,
802
(
1990
).
54.
D. G.
Cahill
,
Rev. Sci. Instrum.
73
,
3701
(
2002
).
55.
D. G.
Cahill
,
M.
Katiyar
, and
J. R.
Abelson
,
Phys. Rev. B
50
,
6077
(
1994
).
You do not currently have access to this content.