Get Adobe Flash player

Termoelektrik Yarıiletkenler

   Temel bilimsel bulguların yeni ürün ve teknolojilere aktarılması yeni bilimsel problemlerin ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu problemlerin çözümü ise dünyadaki teknolojilerin gelişmesini artırarak devam ettirmektedir. Bilindiği gibi katıhâl fiziği ve özellikle yarıiletken fiziği büyük bir hızla gelişmektedir. Bunun nedeni, dünyadaki katıların %80’nin yarıiletken özelliklerine sahip olması ve daha önemlisi bu özelliklerin kontrol edilebilir ve ayarlanabilir olmasının yanı sıra yarıiletkenlerin üstün özelliklere sahip olmaları ve elektronik malzemelerinin hepsinde kullanılmasıdır. Bu, yarıiletken teknolojisini 21. asrın en önemli teknolojilerinin başına getirmektedir. Yarıiletkenlerin elde edilmesinden başlamak üzere, bu kristallerin her türlü özelliğinin araştırılması, bu özellikleri kullanarak çeşitli cihaz ve sistemlerin yapılmasına, geliştirilmesine; bununla birlikte bu sistemlerin sanayiye kazandırılmasına kadar uzanan ve birçok bilime katkısı bulunan yarıiletken teknolojisi üzerinde dünyada geniş çapta araştırmalar yapılmaktadır. Yarıiletkenlerin çok fazla çeşitleri ve özellikleri vardır. Bunların kullanım alanları o kadar geniştir ki yarıiletkenlerin kullanılmadığı alan kalmamış sayılabilir. Şimdi de dünya, ısı enerjisini direkt elektrik enerjisine dönüştürme ve elektrik enerjisini direkt soğutmaya çevirme gibi problemler ile ilgili yarıiletkenlerin termoelektrik özelliklerinin araştırılmasına ağırlık vermiştir. Ayrıca yarıiletkenlerin termoelektrik özelliklerinin araştırılması, yarıiletken fiziğinin temel araştırmalarından olup buna bağlı bilim dallarının gelişmesi açısından da önem taşımaktadır.      Termoelektrik yarıiletkenlerin şu anda bile çok kullanım alanına sahip oldukları bilinmekte; yakın bir gelecekte de, daha farklı alanlarda kullanılabileceği düşünülmektedir. Bulk ve nano yapılı termoelektrik yarıiletkenlerden yapılan sistemler, uzay teknolojisinden beyaz eşya teknolojisine kadar uzanan geniş bir alanda kullanılmaktadır. Bu sistemlerin araştırılması günden güne derinleşerek ve genişleyerek devam etmektedir. Çünkü burada elde edilen temel bilgiler diğer teknolojilere göre daha kısa süre içinde sanayiye aktarılmakta ve para kazandırmaktadır. Bundan dolayı araştırmalar daha çok yarıiletkenlerin termoelektrik özellikleri ve termoelektrik teknolojisi üzerinde yoğunlaşmış durumdadır.
        Dünyada olduğu gibi Türkiye’de de en önemli ve öncelikli bilimsel araştırmalar, yeni enerji korumalı teknolojiler, yenilenebilir verimli enerji kanyaklarının oluşturulması, ısıl atıkların kullanılması, otonom enerji kaynakların geliştirilmesi gibi çalışmalardır. Bütün bu çalışmaların başında ısıl enerjinin elektrik enerjisine direkt dönüştüren teknolojiler üzerinde yapılan araştırmalar yer almaktadır. Yeni termoelektrik enerji dönüştürücülerin (jeneratörlerin) sanayi üretimini sağlamak için öncelikle termoelektrik cihaz ve sistemlerin temelini oluşturan ve aktif eleman olan termoelektrik modüllerin (TEM) üretiminde kullanılan daha kaliteli termoelektrik yarıiletkenlerin (TEY) elde edilmesini sağlayacak temel kanunların araştırması ve yeni teknolojilerin oluşturulması gerekir. Dolayısıyla ilk yapılacak olan çalışma termoelektrik yarıiletkenlerin (TEY) elde edilmesiyle ilgili olmalıdır.
     Bugün sanayide geniş çapta ve zamanla denenen TEY’ler olarak çoğunlukla klasik termoelektrik yarıiletkenler kullanılmaktadır. Buna göre sanayide kullanılan klasik termoelektrik yarıiletkenlerin kalitesinin artırılmasına yönelik çalışmaların ve elde edilen başarılı sonuçların ayrı bir önemi vardır. Bu bağlamda termoelektrik ürünün ticari acıdan rekabet edilebilir kılınmasında önemli olan elektrik üretin verimliliğinin artırmasının TEY’lerin kalitesin yükseltmesiyle değil, en önemli katkıyı sağlayan TEY’lerin maliyetini büyük ölçüde düşürecek teknolojik faktörlerin geliştirmesine yönelik yapılan araştırmalar özel ilgiye neden olmaktadır. Buna göre mevcut TEY’lerin ulaştığı gerçek kalite değerleri ışığında en önemli ve öncelikle çözülmesi gereken problem bu değerleri sağlayan daha ucuz teknolojilerin geliştirilmesi ve uygulamasıdır. Böylece kaliteden taviz verilmeden daha ucuz TEY’ler, TEM’ler ve termoelektrik ürünün üretimi sağlanacaktır.
Geri...