熱電材料是一種可以將熱能與電能相互轉(zhuǎn)化的功能材料,在廢熱發(fā)電和制冷等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。2014年,硒化錫（SnSe）作為一種新興的熱電材料,其特殊的層狀結(jié)構(gòu)以及晶格非簡諧效應(yīng)使其具有低的熱導(dǎo)率和高的熱電優(yōu)值（ZT）,引起人們的廣泛關(guān)注。目前,在單晶和多晶SnSe塊體材料中,通過對(duì)其層狀結(jié)構(gòu)調(diào)控實(shí)現(xiàn)了熱電性能的顯著提高。但同時(shí)發(fā)現(xiàn)SnSe塊體材料的層狀結(jié)構(gòu)調(diào)控受到制備工藝復(fù)雜、材料機(jī)械性能差等諸多方面的限制,熱電性能很難進(jìn)一步提升。而薄膜材料由于在層狀結(jié)構(gòu)調(diào)控方面具有更強(qiáng)的操控性和更顯著的量子尺度效應(yīng),在SnSe熱電性能提高方面具有重要的研究價(jià)值。本文采用磁控濺射法生長SnSe熱電薄膜,研究了襯底溫度、成分調(diào)控和緩沖層對(duì)SnSe薄膜結(jié)構(gòu)和熱電性能的影響。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:1、研究了襯底溫度對(duì)SnSe薄膜結(jié)構(gòu)和熱電性能的影響:發(fā)現(xiàn)在玻璃襯底上直接生長的SnSe薄膜具有SnSe單相結(jié)構(gòu)且沿（111）晶向擇優(yōu)生長。隨著襯底溫度的升高,薄膜晶體質(zhì)量改善,Se/Sn化學(xué)計(jì)量比降低,熱電性能提高。在高溫生長（T_S=285℃）的SnSe薄膜中最大功率因子（PF）達(dá)1.4μ... 

【文章來源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)塞貝克效應(yīng);(b)帕爾貼效應(yīng)示意圖

第一章 緒論降低散射過程兩方面來考慮。ebeck 系數(shù)值的表達(dá)式： = T，可以看出，改善 Seebeck 系數(shù)比性能更有效。目前主要是通過能帶工程來調(diào)節(jié)材料的能帶beck 系數(shù)。主要有以下幾種方法：振能級(jí)(Resonant levels)材料中，雜質(zhì)能級(jí)的引入使費(fèi)米能級(jí)(EF) 附近的電子巨大變化，從而使得材料的 Seebeck 系數(shù)(S)增大。

從而提高 Seebeck 系數(shù)。如在直接帶隙的 PbTe 材料中，它是由輕空穴帶和重空穴帶組成的雙價(jià)帶(如圖1.4 所示)，隨著溫度的升高，重空穴帶的能量幾乎保持恒定，而輕空穴帶向重空穴帶移動(dòng)，使材料的能帶收斂，提高了簡并度，態(tài)密度有效質(zhì)量增加，從而提高材料的 Seebeck 系數(shù)，使得 PbTe 材料的 ZT 值提高到了 1.6~1.8[15]。圖 1.4 （a）PbTe 第一布里淵區(qū)能谷分布；（b）雙價(jià)帶模型示意圖[16]（3）、能帶結(jié)構(gòu)對(duì)齊(Band alignment)能帶對(duì)齊是引入與基體價(jià)帶或?qū)芰肯嘟牡诙嗖牧希越档蛢上嗖牧系膸щA，實(shí)現(xiàn)能帶結(jié)構(gòu)對(duì)齊，保證載流子的自由傳輸，進(jìn)而減少第二相在兩相界面處發(fā)生散射，同時(shí)讓聲子保持散射作用，從而獲得大的 Seebeck 系數(shù)，進(jìn)而提升熱電性能。如在 PbS 基體中引入 CdS 相，PbS 和 CdS 的能帶相近，它確保了載流子的自由通過，并且在較高溫度下具有高的載流子遷移率。同時(shí)材料中的CdS 納米結(jié)構(gòu)使得聲子的散射增強(qiáng)，從而降低了晶格熱導(dǎo)率，最終使得材料的 ZT值提高到了 1.3[17]。（4）、能量過濾效應(yīng)(Energy filtering effect)在材料中引入特定尺寸的納米結(jié)構(gòu)粒子或異質(zhì)結(jié)

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]磁控濺射制備Bi2Te3及Zr-Ni-Sn薄膜熱電性能研究[D]. 周陽.清華大學(xué) 2014
[2]快速凝固β-FeSi2基熱電材料的研究[D]. 蘆玉峰.浙江大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3541737