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退火温度对Bi2Te2.7Se0.3薄膜的微结构及热电性能的影响

段兴凯 , 江跃珍 , 宗崇文 , 侯文龙

材料科学与工程学报

采用瞬间蒸发技术在温度为473 K的玻璃基体上沉积了厚度为800 nm的N型Bi2Te2.7Se0.3热电薄膜,并在373 K~573 K进行1小时的真空退火处理。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能量散射谱(EDS)分别对薄膜的物相结构、表面形貌以及化学计量比进行表征。采用表面粗糙度测量仪测定薄膜厚度,薄膜的电阻率采用四探针法在室温下进行测量,在室温下对薄膜的Seebeck系数进行表征。霍尔系数,电子浓度和迁移率在300 K用Van der Pauw方法进行测量。退火温度为473 K时,电阻率和Seebeck系数分别为2.7 mΩ.cm和?180μV/K,热电功率因子最大值为12μW/cmK2。

关键词: 退火温度 , 热电薄膜 , 热电性能 , 瞬间蒸发法

Ca3Co4O9基热电材料的研究进展

吴东 , 赵昆渝 , 李智东 , 葛振华 , 邹平

材料开发与应用 doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2009.01.020

Ca3Co4O9是一种很有潜力的氧化物热电材料.本文从Ca3Co4O9的结构出发,讨论了利用不同工艺制备Ca3C4O9的粉体材料、块体材料和薄膜材料的方法.并针对块体材料和薄膜材料的热电性能进行了一定的分析,提出了提高热电材料性能的途径.

关键词: 热电材料 , Ca3Co4O9 , 热电薄膜 , 热电性能

Bi2Te3基热电薄膜材料的制备方法研究

段兴凯 , 于福义 , 江跃珍 , 胡孔刚 , 杨君友

材料导报

Bi2Te3基热电材料由于在微电子、光电子等高技术领域具有潜在的应用前景,从而得到了人们的广泛关注.低维Bi2Te3基热电材料由于具有特殊的量子限制效应,已成为提高热电性能的有效途径.近年来,研究者非常重视Bi2Te3基热电薄膜的制备及性能研究,并做了大量相关的研究工作,许多制备方法也相继出现,并获得了高质量的Bi2Te3基热电薄膜.

关键词: Bi2Te3 , 热电薄膜 , 热电性能 , 制备方法

非水溶液中电化学沉积制备Sb2Te3热电薄膜

姚琴 , 王春芬 , 刘付胜聪 , 陈立东

稀有金属材料与工程

采用电化学沉积法,从非水溶液DMSO中制备了Sb2Te3热电薄膜.并采用循环伏安、SEM、XRD、EPMA等技术分别对电化学沉积过程和产物的形貌、结构、组成进行了研究.结果表明,在非水溶液二甲亚砜(DMSO)中,当电解液中Sb原子和Te原子的摩尔比为2:3,沉积电位为-2.2V时,在室温下即可得到单相的Sb2Te3热电薄膜,元素的组成接近化学计量比,组成薄膜的为大小均匀的球状颗粒,直径约为2~3 μm左右.沉积电位对薄膜的组成影响明显,通过改变沉积电位,可以分别得到Te微过量的薄膜和近化学计量比的薄膜.

关键词: 电化学沉积 , Sb2Te3 , 热电薄膜 , 非水溶液

nc-Si:(Al2O3+SiO2)复合膜的制备及其热电特性

郝培风 , 高斐 , 苗锟 , 刘立慧 , 孙杰 , 权乃承 , 刘晓静 , 张君善

人工晶体学报

采用真空热蒸发技术在石英玻璃衬底上蒸镀约400 nm的铝膜,并在空气中580 ℃的条件下退火1 h.在退火过程中Al与石英中的SiO2反应形成纳米硅nc-Si: (Al2O3+SiO2)复合膜.利用X射线衍射(XRD)、拉曼散射(Raman)及扫描电镜(SEM)等方法研究了薄膜的结构特性.测得膜厚约为760 nm,估算出薄膜中纳米硅(nc-Si)的平均尺寸约为25 nm.实验发现该nc-Si: (Al2O3+SiO2)复合膜有热电特性,研究了其电阻率及Seebeck系数随温度(293 ~413 K)的变化关系,在293 K和413 K该薄膜的Seebeck系数分别约为-624 μV/K和-225 μV/K.

关键词: 热电薄膜 , nc-Si:(Al2O3+SiO2)复合膜 , 热蒸发 , Seebeck系数

导电聚苯胺薄膜上Bi2Te3合金层的电沉积及其热电性能

薄向辉 , 杨永进 , 张劲松

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2008.06.017

在导电聚苯胺薄膜上电沉积n型Bi-Te合金薄膜,采用循环伏安、XRD、EDS和SEM等手段分别对电化学沉积过程和产物的结构、形貌及组成等进行了表征,研究了聚苯胺绝缘化处理前后Bi2Te3沉积层热电性能的变化,以及沉积电位对其结构和性能的影响.结果表明:在180℃保温3 h可大大降低聚苯胺薄膜的导电性;阴极电位在-125 mV与-340 mV之间变化时,Bi-Te合金中的Te含量呈近似抛物线变化,且在-125 mV达到最大值67.76%;Te含量不同也相应地改变了沉积层的组织结构和热电性能;基体的导电性影响聚苯胺薄膜的热电参数测试值,通过热处理消除基体的影响后,热电薄膜的塞贝克系数和导电率的测量值分别提高了47.6 μV/K和6.86 x 104 s/m,功率因子从热处理前的1.6x 10-4 W/K2m提高到处理后的14.3 x 10-4W/K2m.

关键词: 金属材料 , 热电薄膜 , 碲化铋 , 导电聚苯胺薄膜电极

电化学原子层外延法制备碲化铋薄膜

朱文 , 杨君友 , 郜鲜辉 , 侯杰 , 鲍思前 , 樊希安

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2005.11.002

研究了冷压银衬底上铋和碲的欠电位沉积薄层电化学行为.分析了最初铋欠电位沉积在碲覆盖的冷压银表面和碲欠电位沉积在铋覆盖的冷压银表面的欠电位转移伏安特性.结果证实,这种转移特性符合欠电位动力学机制.采用一个自动式电化学薄层流沉积系统,通过交替沉积碲元素和铋元素制备了碲化铋薄膜.XRD测试显示,沉积物是Bi2Te3.EDX定量分析给出铋与碲的元素化学计量比是2:3,与XRD结果一致.沉积物电子探针显微分析显示一个网格结构,可能与冷压银衬底的表面缺陷及银和Bi2Te3的晶格错配有关.

关键词: 电化学原子层外延 , 欠电位 , 碲化铋 , 热电薄膜

Bi-Te-Se热电薄膜的电化学沉积

任大海 , 戴震宇 , 尤政

功能材料

在含有Bi 3+、HTeO2+、Se4+离子的水溶液中通过电化学方法实现了Bi2Te3-ySey热电薄膜沉积,研究了电沉积Bi2Te3-ySey的阴极极化曲线及热电薄膜的生长过程,通过电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等手段对热电薄膜进行了形貌、成分分析。结果表明电解液的离子组成、沉积电位对薄膜成分、形貌有较大影响。在-0.07V沉积电位下制备的热电薄膜Bi2Te2.75Se0.95晶粒大小均匀,结构致密。

关键词: 热电薄膜 , 热电转换 , 电沉积

Bi2-xSbxTe3热电薄膜的电化学沉积及表征

李晓龙 , 蔡克峰 , 李晖

稀有金属材料与工程

采用电化学沉积法,在ITO导电玻璃及钛片上沉积Bi2-xSbxTe3热电薄膜.采用循环伏安、SEM、XRD、EDX等技术分别对电化学沉积过程和薄膜的形貌、相结构、组成进行研究,并对其室温时的热电性能进行测试.结果表明,在含有Bi3+、HTeO2+和SbO+的硝酸溶液中,采用控电位沉积模式,可以实现铋、锑、碲三元共沉积,得到Bi2-xSbxTe3薄膜.薄膜热处理前用冷等静压处理可以提高薄膜的密实度和平整度,并有利于热电性能的提高.

关键词: 热电薄膜 , Bi2-xSbxTe3 , 电沉积

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