多周期Bi2Te3-Sb2Te3異質(zhì)納米薄膜的制備及熱電性能研究.pdf

1、熱電制冷技術(shù)作為一種新型綠色環(huán)保的技術(shù)，在先進(jìn)電子封裝高精度溫度控制和電子元器件散熱、芯片降溫等方面有廣闊的應(yīng)用前景，但是目前低下的熱電轉(zhuǎn)換效率是制約其發(fā)展的絆腳石，制冷器的效率取決于熱電材料的熱電性能。因此，提高材料熱電性能是當(dāng)務(wù)之急。Bi2Te3及Sb2Te3作為室溫下熱電性能最好的材料而備受關(guān)注。此外，熱電材料的低維化被認(rèn)作為提高熱電性能的有效手段之一。因此，制備納米尺度的Bi2Te3及其Sb2Te3薄膜對于提高熱電材料的熱電優(yōu)值

2、具有重要的意義。
　　本文中，通過直流磁控濺射制備出單層Bi2Te3薄膜和Sb2Te3薄膜，并用真空退火爐進(jìn)行退火處理。在室溫下用霍爾測量系統(tǒng)測量薄膜的電導(dǎo)率，用X射線衍射儀（XRD）表征薄膜的結(jié)構(gòu)特征，用掃描電子顯微鏡（SEM）和EDS能譜儀分析了其表面形貌及成分。闡述了濺射工藝參數(shù)以及退火參數(shù)對薄膜的微觀組織及熱電性能的影響。
　　結(jié)果表明，Bi2Te3薄膜和Sb2Te3薄膜均表現(xiàn)出隨著功率的增加，薄膜粗糙度變大，顆粒尺

3、寸增加。且薄膜載流子濃度升高，遷移率升高，因而電導(dǎo)率升高。在不同溫度下分別對兩種薄膜進(jìn)行退火處理，發(fā)現(xiàn)兩種薄膜變化相似。退火后的薄膜晶粒尺寸有所增加，薄膜表面更粗糙。隨著退火溫度的增加，薄膜的晶粒變大，粗糙度增加。當(dāng)退火溫度達(dá)到400℃時，薄膜的表面粗糙度急劇加大。退火處理使得薄膜載流子濃度降低，而遷移率變化不規(guī)律且變化程度小于載流子濃度，因而電導(dǎo)率呈下降趨勢。熱處理過程中結(jié)晶性變好，Te原子發(fā)生了蒸發(fā)。
　　基于單層膜的制備技術(shù)