Bi、Ag摻雜PbTe系熱電薄膜材料的電化學(xué)制備及結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本學(xué)位論文主要研究了電化學(xué)沉積法制備單相Bi，Ag摻雜及Bi，Ag共摻PbTe系熱電薄膜材料，通過(guò)改變摻雜離子濃度、沉積電位、添加檸檬酸(三者均為恒壓法)和改變脈沖時(shí)間(脈沖法)等方法分析討論了它們對(duì)MxPb1-xTe(M=Bi、Ag)和AgyBixPb1-x-yTe薄膜的電化學(xué)特性、微觀形貌、晶粒大小、成分及相結(jié)構(gòu)的影響。本論文利用電流．電壓(I-V)循環(huán)掃描曲線分析了薄膜的電化學(xué)特性，采用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜(EDS)和x

2、射線衍射(XRD)等測(cè)試手段對(duì)沉積膜的微觀形貌、成分及相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明： BixPb1-xTe熱電薄膜：(1)此種薄膜的電化學(xué)沉積過(guò)程滿足典型的溶液擴(kuò)散控制生長(zhǎng)特性。 (2)Bi3+濃度的改變對(duì)薄膜的微觀形貌有較大影響：電解液中Bi3+濃度小于3mM時(shí)，薄膜主要由PbTe相與BiTe相構(gòu)成：而電解液中Bi3+濃度為3mM時(shí)，薄膜中還出現(xiàn)了Bi與Pb的單相。 (3)不同沉積電位下制各的BixPb1-xTe薄膜主要為面

3、心立方結(jié)構(gòu)的PbTe與BiTe相，無(wú)擇優(yōu)取向；沉積電位較負(fù)(-0.78V)時(shí)，薄膜中還會(huì)出現(xiàn)PbBi相；而沉積電位正移(電流密度降低)會(huì)使沉積膜的結(jié)晶性變差。 (4)添加檸檬酸能使Bi、Te、Pb實(shí)現(xiàn)有效共沉積，并減少沉積膜中的枝晶，使膜更加致密平整。 AgxPb1-xTe熱電薄膜： (1)此種薄膜的致密度隨電解液中Ag+濃度的減小而增大，但其相結(jié)構(gòu)保持不變。 (2)只有在沉積電位為-0.78V時(shí)，薄膜中才會(huì)出現(xiàn)Ag2Te相，在

4、其它電位時(shí)僅存在PbTe相。 (3)采用脈沖法沉積時(shí)，當(dāng)較正電位的沉積時(shí)間較長(zhǎng)(2s)時(shí)，薄膜中只有PbTe相，而當(dāng)該脈沖沉積時(shí)間較小(0，1s)時(shí)，薄膜中還有Ag2Te相出現(xiàn)；因此可通過(guò)控制不同沉積電位的沉積時(shí)間調(diào)整薄膜的相結(jié)構(gòu)。 (4)電解液中添加適當(dāng)濃度的檸檬酸可在一定程度上抑制薄膜的枝晶狀生長(zhǎng)。 AgxBiyPb1-x-yTe熱電薄膜： (1)此種薄膜的電化學(xué)沉積過(guò)程滿足典型的溶液擴(kuò)散控制生長(zhǎng)特性。 (2)電解液中Bi3+濃度的