纳米构建热电薄膜PDF电子书下载

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1 研究背景与现状 1

1.1 研究背景 3

1.2 热电效应及发展 4

1.2.1 塞贝克效应 6

1.2.2 热电材料性能参数 6

1.2.3 Si基热电材料研究进展 9

1.2.4 Sb2Te3和Bi2Te3热电材料研究进展 11

1.3 周期性纳米多层薄膜 12

1.3.1 周期性纳米多层薄膜概述 12

1.3.2 周期性纳米多层薄膜热电性能 13

1.3.3 周期性纳米多层薄膜热稳定性 15

1.4 本章小结 15

2 热电性能测试方法与装置 17

2.1 薄膜热导率的测量 19

2.1.1 3ω法 19

2.1.2 TDTR法 33

2.2 电导率及霍尔效应测试 34

2.3 塞贝克系数测试 36

2.4 本章小结 37

3 Si基多层薄膜 39

3.1 Si/Si0.75Ge0.25多层薄膜 41

3.1.1 薄膜制备 41

3.1.2 结构表征 42

3.1.3 薄膜热导率 44

3.2 Si/Si0.75 Ge0.25＋Au多层薄膜 47

3.2.1 薄膜制备 47

3.2.2 结构表征 49

3.2.3 薄膜热导率 52

3.3 X（X＝Si0.75Ge0.25,Au,Cr,Ti）/Si多层薄膜 58

3.3.1 薄膜制备 59

3.3.2 结构表征 60

3.3.3 薄膜热导率 61

3.4 Si/Au多层薄膜 62

3.4.1 薄膜制备 62

3.4.2 结构表征 63

3.4.3 薄膜热导率 67

3.5 本章小结 70

4 Sb2Te3基多层薄膜 71

4.1 Au/Sb2Te3多层薄膜 73

4.1.1 薄膜制备 73

4.1.2 结构表征 74

4.1.3 薄膜热导率 76

4.2 M（M＝Au,Ag,Cu,Pt,Cr,Mo,W,Ta）/Sb2Te3多层薄膜 79

4.2.1 薄膜制备 80

4.2.2 结构表征 80

4.2.3 薄膜热导率 82

4.2.4 热导率理论分析 85

4.3 Cu/Sb2Te3多层薄膜 87

4.3.1 薄膜制备与结构分析 87

4.3.2 薄膜热电性能 87

4.4 Ag/Sb2Te3多层薄膜 90

4.4.1 薄膜制备与结构分析 90

4.4.2 薄膜热电性能 92

4.5 本章小结 94

5 磁控溅射法制备Sb2Te3/Bi2Te3系薄膜 97

5.1 调控溅射功率、退火、厚度沉积Sb2Te3薄膜 99

5.1.1 调控溅射功率 99

5.1.2 调控退火过程 102

5.1.3 调控薄膜厚度 107

5.2 调控溅射功率、退火、厚度、基片温度沉积Bi-Sb-Te基薄膜 111

5.2.1 调控溅射功率 111

5.2.2 调控退火过程 114

5.2.3 调控厚度 120

5.2.4 调控基片温度 124

5.3 磁控共溅射法制备Te/Sb2Te3异质结薄膜 130

5.3.1 薄膜制备与退火处理工艺 131

5.3.2 薄膜形貌与结构表征 131

5.3.3 异质结晶格应变表征 136

5.3.4 载流子输运与热电性能 139

5.4 磁控共溅射法制备Sb2Te3和Bi2Te3薄膜 147

5.4.1 薄膜制备与工艺 148

5.4.2 薄膜的形貌结构 148

5.4.3 工作气压与沉积速率的关系 155

5.4.4 工作气压、退火温度与薄膜的原子数比的关系 157

5.4.5 Sb2Te3和Bi2Te3薄膜厚度与退火温度的关系 159

5.4.6 Sb2Te3和Bi2Te3薄膜的热电性能 160

5.5 本章小结 162

6 分子束外延法生长Sb2Te3薄膜 165

6.1 富Sb的Sb2Te3薄膜 167

6.1.1 Te、Sb的蒸发温度对Sb2 Te3基薄膜化学计量比的影响 167

6.1.2 富Sb对Sb2 Te3薄膜微结构和热电性能的影响 169

6.2 定向生长Sb2Te3薄膜 175

6.2.1 薄膜制备 175

6.2.2 结构表征 176

6.2.3 薄膜电传输特性 177

6.3 Bi代位掺杂Sb2Te3薄膜 181

6.3.1 薄膜制备 181

6.3.2 结构表征 182

6.3.3 薄膜的热电性能测试 183

6.4 掺Te的Sb2Te3薄膜 186

6.4.1 薄膜制备 186

6.4.2 Te纳米粒子体积分数对Sb2 Te3基薄膜微观结构的影响 187

6.4.3 Te纳米粒子体积分数对Sb2 Te3基薄膜热电性能的影响 191

6.5 本章小结 195

7 分子束外延法生长Bi2Te3薄膜 197

7.1 交叉型Bi2Te3纳米片薄膜及乙二醇热处理对热电性能影响的研究 199

7.1.1 纳米片薄膜的制备与乙二醇热处理 199

7.1.2 交叉型纳米片薄膜形貌与结构表征 200

7.1.3 交叉型纳米片薄膜热电性能 203

7.2 平铺型Bi2Te3纳米片薄膜及乙二醇热处理对热电性能影响研究 206

7.2.1 退火处理与乙二醇热处理 206

7.2.2 平铺型纳米片薄膜形貌与结构表征 206

7.2.3 平铺型纳米片薄膜中纳米孔的特征及形成机制 211

7.2.4 平铺型纳米片薄膜热电性能 213

7.3 本章小结 218

8 总结与展望 221

附录1 Si和Sb2 Te3基多层薄膜热导率 226

附录2 Sb2Te3基多层薄膜热电性能 228

附录3 磁控溅射Sb2Te3/Bi2Te3基薄膜热电性能 229

附录4 分子束外延法制备Sb2Te3/Bi2 Te3薄膜热电性能 234

重要符号列表 235

参考文献 236

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