磁控溅射制备Bi2Te3基多层热电薄膜的结构和性能研究开题报告

 2021-08-14 01:53:55

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着环境问题和能源环境危机的加剧,人们对其愈加关注[1,2],适应21世纪绿色环保主题的热电材料及其器件越来越受到关注。近年来的理论和实验研究表明,低维化和小尺度化是热电材料研究和开发极具前景的发展方向,[3]随着环境保护、计算机技术、航天技术和超导技术及微电子技术的发展,迫切需要小型静态制冷且能固定安装的长寿命的制冷装置,因而热电材料受到各国的高度重视。[4]可以说热电薄膜是半导体产品设计的关键技术之一,并可发展各种薄膜式热电元件,如热电生化感测器、红外线热电感测器等。因而热电薄膜技术是最近一段时间热电材料研究的一个重要方向。

热电材料性能指标一般用无量纲优值系数zt进行描述,zt由热电材料的seebeck系数s、电导率σ、导热系数k和热力学温度t表示为zt=s2σt/k。[5]

同时具备高的电导率和低的热导率的材料是很难找到的,在热电材料中,电能和热能都是靠载流子来传输的,而且传输特性α、σ和电子热导率ke都是载流子浓度的函数。[6]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备:以玻璃为基体材料,制备bi0.5sb1.5te3与金属交叉的多层薄膜材料,通过磁控溅射法进行薄膜的制备。

材料表征:对bi2te3基多层热电薄膜进行结构表征、形貌测试和电性能测试,通过xrd对其结构进行分析,采用sem对形貌进行测试,wds对其成分进行精确分析,还需对其进行电性能与霍尔系数的测试。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-6周:了解并掌握热电薄膜制备仪器和测试设备的工作原理和操作方法。

第7-10周:制备bi2te3基多层热电薄膜;进行物相组成鉴定、显微结构分析和热电性能测试。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]hisatomit,kubotaj,domenk.recentadvancesinsemiconductorsforphotocatalyticandphotoelectrochemicalwatersplitting[j].chemicalsocietyreviews,2014:119-121.

[2]preethiv,kanmanis.photocatalytichydrogenproduction[j].materialsscienceinsemiconductorprocessing,2013,16:561-575.

[3]谢华清.低维热电材料研究进展[j].稀有金属材料与工程,2010,03:556-560.

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