[發(fā)明專利]一種提高N型BiTeSe半導(dǎo)體的熱電優(yōu)值及制備效率的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710497057.0
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107275469A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祖方遒;朱彬;王小宇;余愿;高娜
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01L35/34
• 分類號: H01L35/34;H01L35/16;C01B19/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 沈尚林

1.一種提高N型BiTeSe半導(dǎo)體的熱電優(yōu)值及制備效率的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)以Bi，Te，Se顆粒和KI粉末為原料，按照Bi₂Te_3-xSe_x+0.3wt％KI的化學(xué)計量比稱量各原料，混合均勻后備用，其中0<x<1；

(2)將混合均勻后的原料在特殊的熔煉工藝下熔煉，爐冷至室溫得到母合金；

(3)將母合金放置于高溫度梯度的定向凝固爐中熔煉，以合適的抽拉速度實現(xiàn)母合金的定向凝固，即可獲得高熱電轉(zhuǎn)換效率的N型BiTeSe半導(dǎo)體材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高N型BiTeSe半導(dǎo)體的熱電優(yōu)值及制備效率的制備方法，其特征在于：所述的Bi,Te,Se顆粒的純度為99.99％，KI粉末的純度為98％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高N型BiTeSe半導(dǎo)體的熱電優(yōu)值及制備效率的制備方法，其特征在于：步驟(2)的具體過程如下：混合后的原料在覆蓋劑的保護下隨爐子升溫至923K保溫0.5h，實現(xiàn)預(yù)轉(zhuǎn)變，再隨爐升溫至1200～1323K保溫2～4h讓其經(jīng)歷不可逆結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，隨后爐冷至室溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高N型BiTeSe半導(dǎo)體的熱電優(yōu)值及制備效率的制備方法，其特征在于：所述的覆蓋劑為B₂O₃，加入量為10～20wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高N型BiTeSe半導(dǎo)體的熱電優(yōu)值及制備效率的制備方法，其特征在于：步驟(3)的具體過程如下：將母合金放入高溫度梯度為200k/cm的定向凝固爐中，抽真空，然后充入高純氬氣提供保護氣氛，隨爐升溫至923～1023K，保溫0.5～1h，以2～10um/s的抽拉速度進行定向凝固，即可獲得高熱電轉(zhuǎn)換效率的N型BiTeSe半導(dǎo)體材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種提高N型BiTeSe半導(dǎo)體的熱電優(yōu)值及制備效率的制備方法，其特征在于：步驟(3)的具體過程如下：將母合金放入高溫度梯度為200k/cm的定向凝固爐中，抽真空，然后充入高純氬氣提供保護氣氛，隨爐升溫至973K，保溫0.5h，以5um/s的抽拉速度進行定向凝固，即可獲得高熱電轉(zhuǎn)換效率的N型BiTeSe半導(dǎo)體材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高N型BiTeSe半導(dǎo)體的熱電優(yōu)值及制備效率的制備方法，其特征在于：該材料的致密度為98％以上。