研究目的
研究电子束蒸镀富铋Bi2Te3薄膜的结构、电学、光学及热电性能，重点关注其p型特性及通过退火优化以实现热电应用。
研究成果
通过电子束蒸发制备的富铋Bi2Te3薄膜呈现p型导电性并具有优良的热电性能，在100°C低温退火后达到最佳性能，展现出适用于温度敏感器件应用的高功率因子。
研究不足
该研究仅限于富铋成分及特定退火条件；更高退火温度下形成的未知相尚未完全鉴定，且未探索其可扩展性或与器件的集成。
1：实验设计与方法选择：
采用电子束蒸发法在室温下以45 W源功率沉积富铋Bi2Te3薄膜。沉积后，薄膜在真空条件下分别于100°C、200°C和300°C退火1小时。运用多种表征技术分析其结构、形貌、光学及电学性能。
2：样品选择与数据来源：
薄膜沉积于超声清洗的玻璃基底上。数据通过XRD、拉曼光谱、场发射扫描电镜(FESEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、漫反射光谱、电阻率测量、霍尔效应测量及塞贝克系数测量获得。
3：实验设备与材料清单：
电子束蒸发系统(HIND HI-VAC 12A4D型号配EBG-PS-3K电源)、X射线衍射仪(X'pert-pro PANalytical)、场发射扫描电镜(FEI Quanta FEG 200/FEG 400)、透射电镜(JEOL JEM 2100 HRTEM)、原子力显微镜(NT-MDT俄罗斯产)、漫反射光谱仪(Perkin Elmer 2 plus)、电流源表(Keithley 2400)、霍尔测量系统(ECOPIA HMS-3000)、显微拉曼光谱仪(Horiba Jobin-Yvon HR800 UV)以及自制电阻率和塞贝克系数测量装置。
4：0)、透射电镜(JEOL JEM 2100 HRTEM)、原子力显微镜(NT-MDT俄罗斯产)、漫反射光谱仪(Perkin Elmer 2 plus)、电流源表(Keithley 2400)、霍尔测量系统(ECOPIA HMS-3000)、显微拉曼光谱仪(Horiba Jobin-Yvon HR800 UV)以及自制电阻率和塞贝克系数测量装置。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：按序使用上述设备完成薄膜沉积、退火及表征。具体包括XRD相分析、拉曼振动模式分析、SEM形貌观察、EDS成分分析、TEM微观结构分析、AFM表面形貌分析、光学测量带隙、电学测量电阻率与载流子特性、热电测量塞贝克系数与功率因子。
5：数据分析方法：
采用Rietveld精修处理XRD数据，Kubelka-Munk函数计算光学带隙，标准公式计算电学与热电参数，并与文献进行对比分析。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
X-ray diffractometer
X'pert-pro
PANalytical
Used for X-ray diffraction measurements to analyze film structure and phases.
-
field emission scanning electron microscope
Quanta FEG 200/FEG 400
FEI
Used for surface and cross-sectional imaging and EDS analysis.
-
high resolution transmission electron microscope
JEM 2100
JEOL
Used for TEM imaging and selected area electron diffraction to study microstructure.
-
spectrometer
2 plus
Perkin Elmer
Used for diffuse reflection spectra measurements in the IR range.
-
current source meter
2400
Keithley
Used in a four-probe setup to measure resistivity of the films.
-
e-beam evaporation system
12A4D
HIND HI-VAC
Used for depositing Bi-rich Bi2Te3 thin films on glass substrates.
-
electron beam power supply
EBG-PS-3K
HIND HI-VAC
Provides power for the e-beam evaporation process.
-
atomic force microscope
NT-MDT
Used in semi-contact mode to analyze surface topography of thin films.
-
Hall measurement system
HMS-3000
ECOPIA
Used to measure Hall voltage for carrier concentration and mobility.
-
micro-Raman spectrometer
HR800 UV
Horiba Jobin-Yvon
Used for Raman spectral studies of the thin films.
-
登录查看剩余8件设备及参数对照表
查看全部
