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.
REFERENCES
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
).© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.