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Ag掺杂ZnSb基热电薄膜的膜层结构和热电性能

李建新  周白杨  陈志坚  
【摘要】:ZnSb基热电材料是中温区热电性能较好的一种材料,为进一步提升其性能,采用磁控溅射(射频+直流)的方法制备掺杂型ZnSb基热电薄膜;通过改变溅射功率控制Ag元素的掺杂量,通过真空退火来实现掺杂元素的均匀化和膜层的结晶,真空退火温度选用300℃,退火时间为1 h。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、霍尔效应测试仪、薄膜Seebeck系数测量系统对薄膜特性进行测试;研究Ag掺杂对ZnSb基热电薄膜膜层结构和热电性能的影响。结果表明:随着Ag掺杂量的增加,薄膜的膜层结构显著改善,掺杂后薄膜中出现Ag_3Sb和Zn_4Sb_3两种新相;掺杂后薄膜的热电性能相比未掺杂薄膜的提升较大,掺杂对薄膜的Seebeck系数也产生了较大的影响。当Ag掺杂量(摩尔分数)为2.88%时,样品获得最大的功率因子,在573K温度下功率因子为1.979 mW/(m·K~2)。

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