平面碲化铋基薄膜热电模块的制备研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.研究背景：热电材料,也称为温差电材料,是一种通过固体中载流子的输运将热能和电能直接相互转换的功能材料,被认为是非常有竞争力的能源材料。用热电材料制作的器件具有体积小、无噪音、无污染、无运动部件、高可靠性等突出优点,在温差电致冷和温差发电方面具有重要的应用前景。热电材料的性能用无量纲的品质因子(zt)衡量,品质因子的大小决定于材料的电导率、赛贝克系数和热导率。具有高zt值的材料需要同时具有高的电导率,高的赛贝克系数和低的热导率。热电材料是实现热能和电能直接转换的材料，可用于温差发电和通电制冷。bi 2te3基化合物是室温性能最好的热电材料，pbte基化合物是中温( 30肚900k) 性能较好的热电材料。近年来,采用掺杂和纳米化的方法提高热电材料的热电性能成为研究热点。水热合成法是制备纳米粉体的有效途径之一,它不仅简便、低价且便于大规模生产。

2.研究目的：热电材料可以实现热能与电能的直接转化，是一种无噪声污染、无有害物质排放、寿命长、可靠性高的能源材料。碲化铋基热电材料为室温区段性能最好的材料之一，具有巨大的应用潜力。利用射频磁控溅射法制备了碲化铋基热电薄膜，研究溅射时间以及磁控溅射过程的衬底温度对薄膜热电性能的影响。

2. 研究内容和预期目标

1.通过调研了解热电薄膜材料的制备方法和应用情况；

2.掌握电子束蒸发和电阻蒸发制备薄膜材料的原理和相关设备的应用；

3.利用电子束蒸发设备和掩膜版制备图形化的碲化铋（bi₂te₃）基热电薄膜并进行相关性能测试；

3. 研究的方法与步骤

1.通过查阅国内外的相关资料文献，了解热电材料碲化铋（bi₂te₃）的作用与前景；

2.通过查阅相关资料文献了解制备碲化铋（bi₂te₃）薄膜和多晶碲化铋（bi₂te₃）的设备和基本流程；

3.实地跟老师学习制备薄膜的方法；

4. 参考文献

[1]王凯扬,耿志挺,乔汉森,李坦,阮文灵.碲化铋基热电薄膜的制备及性能研究[j].材料化学前沿, 2017,5(4): 104-109.

[2]富笑男,刘金刚.制备条件对bi2te3薄膜导电性能的影响[a].电子元件与材料，2017：0056-06.

[3]郭亮，王，凤美米涛.多晶碲化铋基热电材料制备及性能测试[a].电源设计（研究与设计），2019：1370-03.

5. 计划与进度安排

一、2022.12.06 — 2022.02.28 指导教师与学生联系，学生根据要求收集资料

二、2022.03.01— 2022.03.05 指导教师下达毕业任务书

三、2022.03.06— 2022.03.12 完成并提交开题报告