喷射纳米晶体N型Bi2Te3薄膜的超高功率因子通过空隙缺陷调制和Ti添加剂
Tingrui Gong1,2, Lei Gao1,2, Lingfeng Kang1,2
1Microsystem & Terahertz Research Center, China Academy of Engineering Physics, Chengdu, Sichuan, 610200, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|August 9, 2024
概括
研究人员开发了用于热电应用的高性能纳米晶 bismuth telluride (Bi2Te3) 薄膜. 高温喷和回火优化了粒径和减少了缺陷,实现了可扩展的室温能量转换的创纪录功率系数.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 磁铁子喷射的热电薄膜提供可重复性和可扩展性.
- 喷射膜中的格子不匹配会导致缺陷,阻碍热电性能.
研究的目的:
- 为制备具有增强热电性能的纳米晶体n型Bi2Te3薄膜.
- 研究高温喷和回火对薄膜特性和性能的影响.
主要方法:
- 使用高温喷射制造纳米晶体n型Bi2Te3薄膜的制造.
- 后处理以改善结晶性和减少缺陷.
- 加入Ti添加剂来增强载体度.
主要成果:
- 高温处理导致Te空缺,而化提高了结晶性和载体流动性.
- 兴奋剂增加了载体度,导致低电阻 (3.56 × 10^-6 Ω·m对于1微米薄膜).
- 一个5微米厚的Bi2Te3薄膜实现了6.66mW mK^-2.2的室温功率系数的记录.
结论:
- 优化的喷和回火工艺产生高质量的Bi2Te3薄膜.
- 取得的创纪录功率系数证明了可扩展,高性能室温热电器件的潜力.
- 这种方法为大规模生产基于Bi2Te3的热电材料铺平了道路.


