熱電材料是一種能夠?qū)崿F(xiàn)熱能和電能直接相互轉(zhuǎn)換的環(huán)保型材料,具有重要的實用價值和廣闊的應用前景。CoSb₃熱電材料是一種具有Skutterudite晶體結(jié)構(gòu)的方鈷礦材料,其具有較大的電導率和適中的塞貝克系數(shù),被認為是最具有應用前景的中溫區(qū)熱電材料之一。相關研究結(jié)果表明將熱電材料低維化或者進行摻雜改性,都能夠顯著的提高材料的熱電性能。因此,本文采用磁控濺射技術(shù)制備CoSb₃熱電薄膜,通過研究薄膜制備工藝參數(shù)對薄膜的微結(jié)構(gòu)和熱電性能的影響,獲取制備高質(zhì)量的CoSb₃熱電薄膜的基本參量,并進一步通過單元素和多元素摻雜,以提高薄膜的熱電特性。具體研究內(nèi)容如下:首先,采用射頻磁控濺射技術(shù),通過改變?yōu)R射功率等工藝參數(shù)及結(jié)合熱處理工藝優(yōu)化,制備CoSb₃基熱電薄膜樣品。研究結(jié)果表明:在研究得到制備CoSb₃薄膜的最佳濺射功率50 W的條件下,利用Co、Sb原子含量比為1:3.5的合金靶材所制得的樣品,在熱處理溫度為325℃時,具有單一的CoSb₃晶體結(jié)構(gòu),且其具有較大的功... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 熱電材料的研究背景、意義及發(fā)展
    1.2 熱電效應
        1.2.1 塞貝克效應
        1.2.2 帕爾貼效應
        1.2.3 湯姆遜效應
    1.3 熱電材料的性能表征及提高
    1.4 CoSb_3基熱電材料的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究內(nèi)容與目的
第2章 熱電薄膜的制備與表征方法
    2.1 磁控濺射技術(shù)
    2.2 熱電薄膜性能的表征方法
        2.2.1 表面形貌及成分表征
            2.2.1.1 場發(fā)射掃描電鏡測試系統(tǒng)
            2.2.1.2 光電子能譜(XPS)
            2.2.1.3 表面輪廓儀
        2.2.2 晶體結(jié)構(gòu)表征
            2.2.2.1 X射線衍射儀(XRD)
            2.2.2.2 拉曼光譜
            2.2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.3 熱電性能表征
            2.2.3.1 塞貝克-電導率系數(shù)測量儀
            2.2.3.2 霍爾測試系統(tǒng)
        2.2.4 光學性能的表征
            2.2.4.1 紫外可見光分光光度計
第3章 CoSb_3熱電薄膜的制備及性能研究
    3.1 濺射功率對成膜質(zhì)量的影響
    3.2 不同靶材成分對成膜質(zhì)量的影響
    3.3 不同退火溫度對CoSb_3薄膜熱電性能的影響
    3.4 不同基底溫度對CoSb_3薄膜熱電性能的影響
    3.5 小結(jié)
第4章 摻雜對CoSb_3薄膜熱電性能的影響研究
    4.1 Ag摻雜對CoSb_3薄膜熱電性能的影響
        4.1.1 不同Ag摻雜量對基于退火熱處理的CoSb_3薄膜熱電性能的影響
        4.1.2 不同Ag摻雜量對基于一定基底溫度沉積的CoSb_3薄膜熱電性能的影響
    4.2 雙元素摻雜對CoSb_3薄膜熱電性能的影響
    4.3 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的研究成果



本文編號：3668951