【摘 要】
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碲化铋是一种具有窄禁带、低导热等特性,且在低温或常温下具有较高优值的热电材料,在热电制冷及余热利用方面有着巨大的应用价值。碲化铋薄膜材料由于其较低的制备成本和
【机 构】
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金属材料强度国家重点实验室,陕西西安,710049
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碲化铋是一种具有窄禁带、低导热等特性,且在低温或常温下具有较高优值的热电材料,在热电制冷及余热利用方面有着巨大的应用价值。碲化铋薄膜材料由于其较低的制备成本和便捷的制备工艺,更易实现量产,因此近年来成为热电材料领域的研究热点之一。本文通过磁控溅射的手段分别制备了Bi2Te3 单层和Bi/Te 交叠结构的多层薄膜,并利用热处理工艺调控两种薄膜的表面形貌。发现在氩气气氛保护下,两种薄膜在200℃ -300℃经过4h 以上热处理之后,单层Bi2Te3 薄膜表面生长出厚度在20-30nm,长度100nm 左右的纳米片层(nanoplates)结构,多层Bi/Te 薄膜表面生长出直径50nm,长度500nm 左右的纳米线(nanowires)结构。通过高分辨透射电镜(HRTEM)可以发现,两种结构均由热处理过程中基体与薄膜间热膨胀系数的差异导致的热应力挤压导致的。对薄膜表面形貌的改性,可显著降低薄膜热导率,从而提高其热电性能。
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