"シートを含むナノメッシュのフォノン性構造であって、前記シートは第1の金属を含み、前記シートは、フォノン性ピッチで間隔を置く複数のフォノン性サイズ機構を有し、前記フォノン性ピッチは、前記第1の金属の最大フォノンの平均自由行程の2倍以下であり、かつ、前記フォノン性サイズは前記第1の金属の最大フォノンの平均自由行程以下である、ナノメッシュのフォノン性構造。前記フォノン性ピッチは、前記第1の金属の支配的フォノンの平均自由行程の2倍未満であり、かつ、前記フォノン性サイズは、前記材料の支配的フォノンの平均自由行程以下である請求項1に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記フォノン性サイズ機構は、空孔または空隙である請求項1に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記フォノン性サイズ機構は、半導体とは異なる第2の材料で充填される請求項3に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記第2の材料は、前記第1の金属よりも低い熱伝導率を有する材料、または、前記第1の金属とは高程度の音響性不調和である材料を含む請求項4に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記第1の材料は半導体材料を含む請求項1に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記半導体材料はシリコンを含む請求項6に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記フォノン性サイズは、5~100nmの範囲内である請求項7に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記フォノン性サイズ機構の各々は、約15nm径である請求項8に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記フォノン性ピッチは、10~200nmの範囲内である請求項6に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記フォノン性サイズ機構は、約30nmピッチで間隔を置く請求項10に記載のナノメッシュのフォノン性構造。前記フォノン性サイズ機構は、円形または矩形である請求項1に記載のナノメッシュのフォノン性構造。シートを含む熱電性デバイスであって、前記シートは半導体材料を含み、前記シートは、フォノン性ピッチで間隔を置く複数のフォノン性サイズ機構を有し、前記フォノン性ピッチは、前記半導体材料の最大フォノンの平均自由行程の2倍以下であり、かつ、前記フォノン性サイズは、前記半導体材料の最大フォノンの平均自由行程以下であり、前記シートはn型ドープ領域およびp型ドープ領域を含み、第1電極は前記シートの第1側面と電気接続し、第2電極は前記シートの第2側面と電気接続する、熱電性デバイス。ナノメッシュのフォノン性構造の製造方法であって、シリコンオンインシュレーターSOIウエハに予めドープする工程と、エッチングにより、マスクから前記SOIウエハのシリコンエピタキシャル層にデバイス規定パターンを転写する工程と、フォノン性ピッチで間隔を置く複数のフォノン性サイズ機構を形成するために用いる前記SOIウエハをパターニングする工程と、を含むナノメッシュのフォノン性構造の製造方法。前記SOIウエハに予めドープする工程は、スピンオンドーパント塗布を含む請求項14に記載の方法。前記SOIウエハに予めドープする工程は、イオン注入を含む請求項14に記載の方法。前記エッチングは、反応性イオンエッチングである請求項14に記載の方法。前記反応性イオンエッチングは、CF4He反応性イオンエッチングである請求項17に記載の方法。前記エッチングにより、マスクから前記SOIウエハのシリコンエピタキシャル層にデバイス規定パターンを転写する工程は、自己集合性ブロック共重合体を用いるマスクの形成および化学エッチングを用いるエッチングを含む請求項14に記載の方法。前記SOIウエハをパターニングする工程は、超格子ナノワイヤーのパターン転写技術を用いることを含む請求項14に記載の方法。前記SOIウエハをパターニングする工程は電子ビームリソグラフィーを用いることを含む請求項14に記載の方法。本発明の実施形態は、バルクまたは薄膜の等価物および熱電性材料と比べて、変更すなわち減少した熱伝導率を有する構造を対象とし、また、電気伝導率とは独立してかなり変化可能な熱伝導率を有する熱電性材料の製造方法を対象とする。本発明の一実施形態によると、ナノメッシュのフォノン性構造は、第1の金属を含むシートを有し、前記シートは、フォノン性ピッチで間隔を置く複数のフォノン性サイズ機構を有し、前記フォノン性ピッチは、前記第1の金属の最大フォノンの平均自由行程の2倍以下であり、かつ、前記フォノン性サイズは、前記第1の金属の最大フォノンの平均自由行程以下である。前記フォノン性ピッチは、前記第1の金属の支配的フォノンの平均自由行程の2倍未満であり、かつ前記フォノン性サイズは、前記材料の支配的フォノンの平均自由行程以下であってもよい。前記フォノン性サイズ機構は、空孔または空隙であってもよい。前記フォノン性サイズ機構は、半導体とは異なる第2の材料で充填されてもよい。前記第2の材料は、前記第1の金属よりも低い熱伝導率を有する材料、または、前記第1の金属とは高程度の音響性不調和である材料を含んでもよい。前記第1の材料は半導体材料を含む。前記半導体材料はシリコンを含んでもよい。前記フォノン性サイズは、5~100nmの範囲内である。前記フォノン性サイズ機構の各々は、約15nm径であってもよい。前記フォノン性ピッチは、10~200nmの範囲内であってもよい。前記フォノン性サイズ機構は、約30nmピッチで間隔を置いてもよい。前記フォノン性サイズ機構は、円形または矩形であってもよい。本発明の別の実施形態によると、熱電性デバイスはシートを含み、シートは半導体材料を含み、前記シートは、フォノン性ピッチで間隔を置く複数のフォノン性サイズ機構を有し、前記フォノン性ピッチは、前記半導体材料の最大フォノンの平均自由行程の2倍以下であり、かつ、前記フォノン性サイズは、前記半導体材料の最大フォノンの平均自由行程以下であり、前記シートはn型ドープ領域およびp型ドープ領域を含み、第1電極は前記シートの第1側面と電気接続し、第2電極は前記シートの第2側面と電気接続する。本発明の他の実施形態によると、ナノメッシュのフォノン性構造の製造方法は、シリコンオンインシュレーターSOIウエハに予めドープする工程と、エッチングにより、マスクから前記SOIウエハのシリコンエピタキシャル層にデバイス規定パターンを転写する工程と、フォノン性ピッチで間隔を置く複数のフォノン性サイズ機構を形成するために用いる前記SOIウエハをパターニングする工程と、を含む。前記SOIウエハに予めドープする工程は、スピンオンドーパント塗布を含んでもよい。前記SOIウエハに予めドープする工程は、イオン注入を含んでもよい。前記エッチングは、反応性イオンエッチングであってもよい。前記反応性イオンエッチングは、CF4He反応性イオンエッチングであってもよい。前記エッチングにより、マスクから前記SOIウエハのシリコンエピタキシャル層にデバイス規定パターンを転写する工程は、自己集合性ブロック共重合体を用いるマスクの形成および化学エッチングを用いるエッチングを含んでもよい。前記SOIウエハをパターニングする工程は、超格子ナノワイヤーのパターン転写技術を用いることを含んでもよい。前記SOIウエハをパターニングする工程は電子ビームリソグラフィーを用いることを含んでもよい。図面の簡単な説明添付の図面は、本明細書と共に、本発明の典型的な実施形態を図示し、また、本明細書と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。詳細な説明以下の詳細な説明において、説明のために、本発明の特定の実施形態のみが、図面と共に記載される。当業者が認識するように、本発明は多くの異なる形で実施することができ、本明細書において記載される実施例に限定されるものとして解釈してはならない。本明細書において、同等の参照符号は、同等の要素を参照する。熱電性デバイスのような特定の用途において、低い熱伝導率κおよび高い電気伝導率σを有する材料は、増強したデバイス能力のために要求されるであろう。この関係は熱電性デバイス用の性能指数ZTとして典型的に表され、典型的には下記式で定義される。ここで、Sはデバイスの材料のゼーベック係数であり、Tはデバイス温度である。一般的に、熱電性デバイスは、n型ドープ領域およびp型ドープ領域を有する熱電性材料と、熱電性材料の第1および第2の部分に連結する第1および第2の電極とを含む。第1および第2の電極の間で温度差が生じるときに、電気ポテンシャル電圧が第1および第2の電極の間で発生する。逆に言えば、第1および第2の電極の間で電気ポテンシャルが印加されるときに、第1および第2の電極の間で温度差が発生する。この種の熱電性デバイスは、典型的には、テルル化ビスマスBi2Te3およびセレン化ビスマスBi2Se3などの熱電性材料を含む。しかしながら、これらの材料は、大規模な製造物に対しては高価過ぎる。従って、より費用効果的な出発原料を用いて熱電性材料を得ることができれば、非常に望ましいであろう。ナノスケール系での熱伝導率κは、バルクのアモルファス材料κminの熱伝導率としばしば比較される。そして、特性長さスケールはフォノン平均自由行程Λの支配値フォノンが材料内部を進行することができる距離およびフォノン波長λとしばしば比較される。室温のバルクシリコンでは、κminは1Wm1K1程度であり、Λは300nm程度であり、λは1~2nm程度である。薄膜、超格子およびナノワイヤーの場合のように、特性長さスケールが材料の最大フォノン平均自由行程Λと比較可能またはそれ以下であるときに、増大する境界散乱は熱伝導率κの減少を導く。これらの長さスケールを本明細書において、フォノン性phononic長さと称し、そして、比較可能な長さは、最大フォノン平均自由行程Λの2倍の長さまでとすることができる。バルク材料が薄膜、ナノワイヤーまたはナノ粒子に縮小されると、熱伝導率はバルクの値から減少する。熱伝導率κの減少はサイズの縮小に続く。そして、この減少は限界寸法おおよそ、薄膜に対する膜厚,ナノワイヤーの横断面の直径およびナノ粒子の直径によって説明される。フォノンつまり、熱を伝播する準粒子が散乱する例えば散在する機構が、フォノンの平均自由行程を短くしていると、熱伝導率κは減少する。熱を伝播するフォノンは、平均自由行程長分布を有するDamesChenThermoelectricsHandbook第22章MacroからNanoまでを例えば参照。ナノ構造の限界寸法が分布における最大平均自由行程未満のときに、フォノンは導通から除外され始め、全体縮小された低い熱伝導率がもたらされる。直径10~20nmのシリコンナノワイヤーでは、または粗面を備えたより大きなナノワイヤーでは、熱伝導率κは、バルク結晶シリコンに対して2桁程度も減少し、理論上の最小限の熱伝導率κminに接近する。κのサイズ依存の減少は、散在する緩和率の変更態様で発生するフォノンバンド構造がバルク状のままであるにもかかわらず。フォノンバンド構造を修正するためのコヒーレントなフォノンプロセスを使用するという提案がある。例えば、周期的な超格子構造を用いれば、フォノンの群速度に影響を与え得る。しかしながら、超格子インタフェースでの散乱は、この種の効果を部分的または完全に隠すことができる。このことは、インコヒーレントな散乱もこれらの系の熱特性を支配することを意味する。加えて、直径10~20nmのシリコンナノワイヤーは、バルク材料と比較して著しく減少した電気伝導率σを呈することができる。特に、電気伝導率は、20nm以下の寸法で急速に減少する。本発明のいくつかの実施態様は、熱電性材料に関し、半導体薄膜のフォノンバンド構造を変えることによって熱伝導率κを独立して制御でき、フォノン性のナノメッシュ薄膜を形成する。ナノメッシュにおいて、バルク材料の最大フォノン性長さよりも薄い厚みを有する薄膜を形成することにより、熱伝導率κを低減する上記メカニズムは、熱伝導率減少の一部分を占めるだけである。これらのナノメッシュ薄膜は、材料の最大フォノン平均自由行程Λと比較可能な例えば2倍以下、またはそれ以下の周期的間隔で、ナノスケール機構例えば空孔にパターニングされる。これらの距離をフォノン性phononic長さと称してもよい。フォノン性間隔でのこれらのナノスケール機構は、波動効果干渉による熱伝導率κに影響を与え、これをフォノン性効果と称する。このように、フォノン性スケール機構は、ナノ構造化例えば薄い構造それだけによって達成可能な縮小を超えて、構造の熱伝導率κを更に減らすことができる。本発明の一実施形態において、フォノン性のナノメッシュ構造は、フォノン性長さで間隔を置くナノスケール機構例えば空孔,空隙および他の材料による充填のグリッドを含むことができる。例えば、シリコンのフォノン性ナノメッシュ構造は、34nmピッチで間隔を置いた20nmの複数の空孔を含む材料のシートまたは薄膜であってもよい。なお、いずれの長さも、室温でのバルクシリコンの最大フォノン平均自由行程Λである1μmよりも小さいさらに、支配的フォノン性長さ300nm以下。ナノスケール機構の形状としては、特に限定されるものではなく、円形、矩形、角が丸い矩形とすることができる。格子としては、特に限定されるものではなく、正方形格子、矩形格子または六角形の格子とすることができる。ナノワイヤー配列の表面対体積比がかなり大きな場合であっても、ナノメッシュ構造は、同様に調製されたシリコンナノワイヤー配列よりもかなり低い熱伝導率を呈する。本発明の一実施形態は、シリコンで形成されるナノメッシュ構造を含む。バルクシリコンのフォノン平均自由行程Λの分布は最高で約1μmであり、支配的平均自由行程例えば大部分のフォノンはおよそ300nmである。このように、1ミクロン未満のピッチを有するナノメッシュは、熱伝導率を低下させる。厚さ1ミクロン未満のナノメッシュにおいて、平均自由行程長さの分布は、空孔の厚さおよび間隔に相当する上限を有する。換言すれば、ナノメッシュの厚さおよび空孔間隔は、ナノメッシュの新たな最大平均自由行程Λを定める。バルク内の大部分のフォノンがおよそ300nmの平均自由行程Λを有するので、支配的な平均自由行程値と比較可能またはそれ以下のサイズで、熱伝導率の著しい減少が生じる。空孔が構造の平均自由行程よりそれほど大きくない例えば2倍以下ピッチにあるときに、フォノン性効果が一般的に生ずるすなわち、新たな平均自由行程は、空孔間隔および薄膜の厚みによって制限される。例えば、空孔の存在に起因する重要な音響効果を観察するためには、100nmの薄いナノメッシュ構造は、200nm以下のピッチ間隔で約100nm以下の空孔を有するであろう。約20nmの厚さを有するナノメッシュは、更に減少する熱伝導率κを有して、一実施形態において、直径約20nmの空孔を有し、例えば、34nmピッチの間隔を置くことができる。かかる構造は、200nmピッチで100nmの空孔を有する100nmの薄いナノメッシュよりも全体的に低い熱伝導率を有する。ナノメッシュが他の材料で形成される本発明の他の実施形態において、平均自由行程Λの分布は異なるであろう。しかし、特有のバルク平均自由行程および/または材料の厚みに起因する材料の最大平均自由行程に基づいて選択される機構のサイズおよび機構間の間隔で、ナノメッシュは類似の論法を用いて設計される。さらに、ナノメッシュ構造は、バルク状の例えば、比較的高い電気伝導率を呈する一方、ナノワイヤー配列は小さいスケール例えば、ワイヤー直径が約20nm以下であるときで電気伝導率の著しい減少を呈する。ナノワイヤー配列の電気伝導率と比較したナノメッシュ構造の高い電気伝導率は、ナノワイヤー配列のナノワイヤーにおける単一の局地欠陥例えば低いドーパント濃度を有する領域などでさえ、そのナノワイヤー全体の抵抗を著しく増やすという事実のせいかもしれないが、その一方で、ナノメッシュ構造の局地欠陥は構造の抵抗に軽微な影響を及ぼす。というのも、ナノメッシュ構造の隣接部分の電気的な平行経路による欠陥周辺で電流が途切れずに流れることができるからである。それ故、熱伝導率κおよび電気伝導率σは、ナノスケール機構のサイズおよび間隔を変更することによって、実質的に独立して制御することができる。このことにより、熱電性材料を、非標準的な材料例えばビスマステルル化物Bi2Te3およびビスマスセレン化物Bi2Se3よりも、むしろシリコンなどの一般的に入手可能な材料を用いて、特定用途のために設計することができる。本発明のいくつかの実施態様は、また、フォノン性長さで間隔を置くフォノン性サイズ機構例えば空孔,空隙および他の材料による充填に材料をパターニングすることにより、材料の熱伝導率を低減することも対象とする。本発明のいくつかの実施形態によると、周期的な、単結晶ナノメッシュ構造この構造は、フォノンバンド構造の修正が観測され得るスケールでパターニングされるを低い熱伝導率低κ材料を有する材料として用いることができる。熱伝導率κの減少は、古典的なサイズ効果よりはむしろ、ナノメッシュ超構造によるものと考えることができる。例えば、図1Dに図示するように、ナノメッシュ構造NMの性能は、3つの参照構造の性能と比較することができる。3つの参照構造とはすなわち、図1Aに示すシリコン薄膜デバイスTFであり、図1Bに示す矩形横断面を有するシリコンナノワイヤー配列NWAであり、図1Cに示す電子ビームリソグラフィーによって形成される大きな機構サイズメッシュEBMである。図1A,図1B,図1Cおよび図1Dならびに表1は、関連する寸法表面/体積比を含むを要約し、これらは、構造の直接的な比較ができるように選択された。空孔サイズにわずかな差があるが、同じ周期性および薄い膜厚を有する2つの類似したナノメッシュデバイス図1D,図2Aおよび図2Bを参照するNM1およびNM2で実験を行った。厚みは全てのデバイスでほとんど同一であり、ナノワイヤーの横断面積はナノメッシュ薄膜の範囲内でグリッドラインと同程度であった。デバイス特性を測定するために、熱伝播測定のための温冷端として作用する2枚の自立した膜図2Dの間で、デバイスを十分に連架した図2C。前記膜のうち一方での抵抗性加熱器により発生する熱量、および、温冷側の間の温度差を計量することによって、κの温度依存値を測定した。本発明の一実施形態によれば、完全に連架されたシリコンナノメッシュ薄膜図2Aおよび図2Bは、<100>方位のSOIsilicononinsulator薄膜から出発して作製される。初期の薄膜へのホウ素ボロン拡散ドーピングによって電子的特性を選択した。図2Aの実施例に示すように、二酸化シリコンの埋め込み層30およびシリコンのハンドル層40上のシリコンエピタキシャル層20の上に、2つの交差するプラチナナノワイヤー配列10のパターンを転写する。一実施形態において、交差するプラチナナノワイヤー配列10は、超格子ナノワイヤーパターン転写SNAP技術を用いて作製され、GaAs/AlxGa1-XAs超格子内の層間隔をナノワイヤー配列の幅およびピッチに転換する。2つの連続したSNAPプロセスを用いて、交差配列を作製する。シリコンエピタキシャル層20をパターニングした後に、プラチナナノワイヤー配列10を除去すると、シリコンナノメッシュ構造21が残る。本発明の一実施形態では、820°C、3分間の急速熱アニーリングを行い、スピンオンドーパントBoronAFilmtronics社を熱的拡散することによって、予めドーピングの施されたSOIウエハSoitec社上にデバイスを調製する。一実施例では、ウエハのシート抵抗は、2×l019cm-3のドーパント濃度を示す。CF4/He反応性イオンエッチングによってプラチナマスクからシリコンエピタキシャル層にデバイス規定パターンを転写して、TF,EBM,NWA,NM1およびNM2デバイスを作製した。電子ビームリソグラフィーによってTFおよびEBMデバイスをパターニングした。そして、超格子ナノワイヤーパターン転写SNAP技術によって、NWAおよびNMデバイスをパターニングした図2A。原子間力顕微鏡AFM;atomicforcemicroscopeを用いてシリコンエピタキシャル層の膜厚を計量することによって、デバイスの厚みを測定した。表1に列挙される他のサイズのパラメータは、走査型電子顕微鏡SEM像から測定した。薄膜またはウエハのナノメッシュをパターニングすることによってナノメッシュ構造を作製することもでき、エッチングによってこのパターンを転写してもよいし、このパターンを成長してもよい。パターニング技術はリソグラフィー例えば、電子ビームリソグラフィー、干渉リソグラフィーなどを含み、エッチング技術は乾式エッチング例えば、プラズマベースエッチングまたは湿式エッチング例えば、無電解エッチングを含む。図2Bはシリコンナノメッシュ薄膜の一部分の走査型電子顕微鏡SEM;scanningelectronmicroscope像であり、本発明の一実施形態に従う円筒形空孔の略均一の正方形格子マトリックスを示す。図2Cは、本発明の一実施形態に従う切り離された透過のナノメッシュ薄膜のSEM像であり、2枚の膜の間で連架されている。図2Dは、本発明の一実施形態に従うナノメッシュ薄膜のSEM像であり、ヒーターまたはセンサを備える2枚の連架された膜間で連架されており、熱伝導率測定のための懸架されたビーム搬送リードを共に備える。図2Eは、連架されたNWAバイスのSEM像である。図2Fは、連架されたEBMデバイスのSEM像である。図3は、本発明の実施形態に従う2つのナノメッシュデバイスNM1およびNM2を実験測定した熱伝導率κ値と、測定した対照構造の熱伝導率とを比較するグラフである。TFデバイスでは、κは室温で、17Wm-1K-1程度である。バルクシリコンの値κ=148Wm-1K-1からのκの減少は、公表された結果と整合しており、シリコンの最大フォノン平均自由行程Λ約1μmよりも小さい薄膜の厚み25nmに起因して生ずる。NWAデバイスを有するナノワイヤーの横断面積の低減は、室温でκ=3.5Wm-1K-1の熱伝導率の更なる減少を導き、公表された結果と再び整合する。ナノメッシュおよびEBM薄膜のκを算出するために、図4にて図示したような、矩形チャネルの2つの交差配列とみなされるメッシュ構造による近似を行う。この図4では、熱勾配の方向に沿った並行チャネルのうちの、ある配列が強調される。ナノメッシュデバイスにおいて、これらのチャネルはNWAデバイスでのナノワイヤーに似ており、EBMデバイスでのそれらは、幅広のリボンである。熱伝播は基本的に拡散性であり、フォノン波長λは通常、EBMまたはナノメッシュ薄膜NM1およびNM2のいずれかの寸法よりも1桁小さい。その結果、温度勾配に沿って流れるチャネルのみが、デバイスへの熱コンダクタンスに著しく寄与する。そして、垂直チャネルは事実上等温である。EBMデバイスにおいては、TFデバイスと比較すると境界散乱での小さな増加がある。この理由は、Λは両デバイスの類似する厚みによって主に定義されるためである。したがって、EBMおよびTFデバイスのκの熱伝導率値は、比較可能である。等価物のチャネル近似値は、空孔の丸い形状に起因するナノメッシュのために、そしてグリッドライン幅はピッチと同等であるという事実のために、おそらく正確ではない。しかしながら、ナノメッシュの熱伝導率κは、この近似値によってのみ過大評価されるのであり、1.9Wm-1K-1の室温測定は、実際のκの上限を単に意味するだけである。同等なチャネルおよびナノワイヤーの大きさの点での小さな違いのみを考慮すれば、NWAデバイス内のナノワイヤーに対してナノメッシュ薄膜では最大20の減少が見込まれる。同様に、相対的な表面対体積比だけを考慮すれば、NWAに対するナノメッシュ薄膜にとってのκの著しい増加が予想されるだろう。しかしながら、ナノメッシュ薄膜の測定値κは、NWAデバイスのそれよりも2倍小さい2分の1未満である。さらに、図3は、測定されたナノメッシュの熱伝導率κは、バルク薄膜TFおよび電子ビームメッシュEBMのそれより約10倍小さい約10分の1未満であることを示す。マーティシャンMatthiessenの法則τ-1=τimp-1τU-1τΒ-1は、支配的フォノン散乱のメカニズムを捉える。ここで、τはフォノン緩和時間全体を表し、下付き文字imp、UおよびBは、それぞれ、不純物散乱impurityscattering、ウムクラップUmklapp過程および境界散乱Boundaryscatteringに言及する。τUまたはτimpは、同様にドーピングしたデバイス図3の間で変化しそうにもない。表層粗さは、τΒに対して影響を及ぼし得る。しかしながら、ナノメッシュ薄膜の粗さは、NWAデバイスの粗さ以下であり、ここで、作製過程は、ナノワイヤー側面の全長に沿うというよりはむしろ、ナノメッシュ薄膜の空孔壁のみに対する粗さを導き得る。さらに、ナノメッシュの表面対体積比は、ナノワイヤーのそれより著しく小さい上記表1を参照。NWAデバイスに対してのナノメッシュの熱伝導率κの減少は、ナノメッシュ超構造の結果であり、バルクのフォノン分散の関連修正でもある。熱伝導率κに観測される減少は、空孔がブラッグ反射体の役割を果たすコヒーレント効果によって生じ得る。そして、特定の超格子薄膜において引き起こされるコヒーレントフォノンプロセスと同様である。超構造の周期性ナノメッシュの空孔または超格子内の交互の薄膜層によって導かれるは、ブリュアンゾーンBrillouinzoneの縮減によって、フォノンバンド構造を修正する。超格子構造において、コンポジット層間の連続的な接合部分での熱フォノンの散乱は、この種のコヒーレントメカニズムを支配することができる。しかしながら、ナノメッシュの超構造は、コヒーレンスが容易に維持され得る材料の単結晶部分の範囲内であることが課せられる。また、超構造の周期は、熱フォノンΛ>25nmの平均自由行程程度であり、ブリュアンゾーンの縮減によって発現可能な波動状効果の観測を可能にする。その結果、フォノンバンドは62回超構造の周期/シリコン格子パラメータ折り畳みされ、バルクシリコンバンドと比べてかなり平らになる。ブリュアンゾーン縮減効果は超格子分野において理論的に研究されており、この扱いは交差面伝播の場合と同等であり、κに対する全ての寄与はスペクトル量下記式にあるものと考えられる。これらの結果を採用すると、300Kでの比熱Cνλの訂正は見込まれない。緩和時間τλは、周期構造内で変化してもよいが、短い周期および低温でのみの変化である。従って、κの減少に最も寄与するのは、フォノンバンドを平らにする直接的な結果としてのフォノンの群速度νλの減少によるものと考えられる。完全なフォノンバンド構造モデルは、この系のκの減少範囲を推定するのに必要であるが、超格子の場合、2~10の要因が判明しており、それはナノメッシュの結果と一致している。シリコンの三次元フォノン性結晶の理論上のモデルは、ナノメッシュ構造で観察されるように、平らになっているフォノンバンドがκmin未満の熱伝導率を導き得ることを示す。高空隙材料例えばナノポーラスシリコンは、分子力学モデルによって低いκを呈することが示されているが、現在までに公表された結果は、大部分が境界散乱メカニズムのみに集中している。非常に細い直径2~3nmシリコンナノワイヤーの理論上のシミュレーションによると、アモルファス表面層が温度非依存性および低κの値を生じさせることを示した。しかしながら、ナノメッシュ構造NM1およびNM2は、この型にあてはまらない。そして、このメカニズムから予想される表面対体積比のκの効果は観察されなかった。図5に示すように、高ドープした2つのナノメッシュデバイスNM1およびNM2は、温度依存および大きさ共にバルクの傾向に従う金属状電気伝導率を呈した。図5は、電気伝導率を示すグラフである。2つのナノメッシュ薄膜の温度ダイヤモンド記号によって示されるに対して4点配置fourpointsetupで測定しており、両方ともボロンでドープされ2.0×1019cm-3の名目濃度としたp型である。シリコンエピタキシャル層のドープレベルでの小さな空間的変化は、スピンキャストドープでは標準的であり、これは名目上等しくドープした2つのデバイスの異なる電気伝導率において反映される。電気測定は別々に行ったが、熱伝導率測定のために使用する装置と実質的に同じ処理装置を用いた。ナノメッシュデバイスの両方が、従来技術において公知であるバルクシリコン薄膜点線に対するものと同等である値を呈する。従って、図3および5に示される実験データが示すように、ナノメッシュデバイスは、バルク状の電気伝導率σを保持しつつ、バルク材料よりも著しく低い熱伝導率κを有する。このように、バルク材料TF,ナノワイヤー配列NWAおよび電子ビームマスクデバイスEBMと比べた場合に、ナノメッシュ構造のデバイスは熱電性材料として大幅に改善された数値および利点を示す。本発明を特定の例示的な実施形態に関連して説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されるものではなく、しかし、逆に、本発明精神および添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に含まれる様々な修正および等価の構成を包含することが意図されると理解される。例えば、ナノメッシュ構造の熱伝導率および電気伝導率の上記測定は、真空中で、上記装置を用いて測定した。しかしながら、本発明の他の実施形態では、ナノスケール機構例えば、空隙または空孔は、固体、液体または気体材料などの第2の材料で充填することができる。本発明の一実施形態では、第2の材料は、ポリマーポリスチレン,パリレン等、ガラス、セラミック、エアロゲル例えば、シリカ,カーボン,アルミナ,寒天,カルコゲンおよび天然材料例えば、セルロースなどのナノメッシュ材料よりも低い熱伝導率を有する。他の実施形態では、第2の材料は、他のメタ材料などのナノメッシュ材料とは高程度に音響的不調和であり、メタ材料は、例えば、その熱フォノン特性が単にそれらの組成によってというよりはむしろそれらの内部構造によって決定される。形成される材料のフォノン性長さよりも機構が小さなスケールであるときに、ナノスケール機構の存在による熱伝導率κの減少は予想される。例えば、上述のとおり、シリコンのフォノン平均自由行程Λは、約300nmである。このように、300nmより小さなナノスケール機構例えば空隙を有するシリコン膜において、熱伝導率κの減少が予測される。試験したナノメッシュデバイスNM1およびNM2は、それぞれ11nmおよび16nmの直径であり、34nmピッチで間隔を置いた。しかしながら、機構サイズがより大きな場合でも、比較構造例えば、ナノメッシュ構造としての同じ厚みの最大平均自由行程の長さ以下であれば、ナノスケール機構がなくても、熱伝導率κの減少はまた、予想されるだろう。このように、ナノスケール機構のサイズは、ナノメッシュが形成される構造のフォノン平均自由行程に基づいて設計されるフォノン平均自由行程は、材料およびその厚みによって決定される。"