電化學(xué)原子層外延制備Bi-,2-Te-,3-納米熱電薄膜的研究.pdf

1、熱電材料是一種利用固體內(nèi)部載流子運(yùn)動實(shí)現(xiàn)熱能和電能直接相互轉(zhuǎn)換的功能材料。它可用于溫控、溫差發(fā)電、醫(yī)療器材、潛艇用空調(diào)設(shè)備等許多重要領(lǐng)域。傳統(tǒng)熱電材料普遍值較小，轉(zhuǎn)換效率低。研究表明,材料的納米化、低維化都有助于降低材料的熱導(dǎo)率,是提高熱電材料性能的最有效途徑之一。 電化學(xué)原子層外延法(ECALE)具有低成本、過程易控、室溫沉積、環(huán)境負(fù)荷小等特點(diǎn)，在制備納米超晶格材料方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，是控制半導(dǎo)體化合物結(jié)構(gòu)、組成和生長形貌及了

2、解電沉積機(jī)理的先進(jìn)技術(shù)。本文討論了利用ECALE技術(shù)制備鉍化碲納米薄膜的研究過程,進(jìn)而研究了碲在多晶金襯底上的沉積動力學(xué)特征。 本文闡述了材料的熱電效應(yīng)機(jī)理，綜述了熱電材料的研究現(xiàn)狀；對比常用制備薄膜材料的方法，詳細(xì)介紹了電化學(xué)原子層外延技術(shù)的原理、特點(diǎn)和影響因素，并對電化學(xué)原子層外延技術(shù)在新材料中應(yīng)用進(jìn)行了展望。 采用電化學(xué)原子層外延法(ECALE)在Au電極上成功地制備了Bi2Te3化合物熱電薄膜。通過循環(huán)伏安掃描研

3、究Te和Bi在Au襯底上的電化學(xué)特性，使用自動沉積系統(tǒng)交替欠電位沉積Te，Bi原子層200個(gè)循環(huán)獲得沉積物。XRD，EDX和FESEM測試結(jié)果表明循環(huán)沉積200層后得到的沉積物Bi和Te的化學(xué)計(jì)量比為2:3，且是Bi2Te3薄膜化合物，而非單質(zhì)Bi和Te的簡單混合；薄膜均勻、致密、平整且可重復(fù)性好，以(015)為最優(yōu)取向外延生長的。 利用循環(huán)伏安(CV)技術(shù)對Te在多晶Au上和在沉積了一層Bi的多晶Au上的欠電位沉積的電化學(xué)特性