閃蒸法制備Bi2Te3系納米薄膜及其熱電性能研究.pdf

1、熱電材料是一種能將電能與熱能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，近年來備受關(guān)注。Bi2Te3系熱電材料作為室溫附近性能最好的熱電材料之一，在醫(yī)療、光電子、航空航天、軍事等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。塊體Bi2Te3 系熱電材料的熱電性能較低，限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。納米技術(shù)的發(fā)展，給熱電材料的研究帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。研究表明，熱電材料隨維度的降低，熱電性能大幅度提高。本文在綜述國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了論文的主要研究內(nèi)容。在改進(jìn)了現(xiàn)有真空鍍膜系統(tǒng)后，開展了

2、閃蒸法制備Bi2Te3 系納米薄膜的研究工作。
　　 采用機(jī)械合金化加等離子活化燒結(jié)制備蒸發(fā)原料，并用閃蒸法制備了P 型Bi0.4Sb1.6Te3和N 型Bi2Te2.7Se0.3 薄膜，用XRD、FE-SEM和EDAX表征了薄膜的微觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分，并測試了薄膜在室溫下的熱電性能。研究了真空度、蒸發(fā)距離、薄膜厚度與N 型Bi2Te2.7Se0.3 薄膜熱電性能的關(guān)系。結(jié)果表明：真空腔體的氣壓越低，沉積的N 型薄膜熱電性能越好，

3、壓強(qiáng)為3.2Pa 時，沉積的薄膜具有最佳的Seebeck系數(shù)-163μV/K，功率因子達(dá)1675μW/Mk2；隨者蒸發(fā)源與襯底間距離增加，單位時間內(nèi)沉積的薄膜厚度減小，薄膜表面質(zhì)量提高，Seebeck 系數(shù)增加，電阻率增大，功率因子提高。當(dāng)兩者距離為11cm 時，獲得的最高功率因子達(dá)1560μW/Mk2；隨厚度增加，N 型薄膜的Seebeck 系數(shù)增大，而電阻率也隨之降低。
　　 研究了退火溫度、薄膜厚度與P型Bi0.4Sb1.