[發明專利]在線加熱實現玻璃Be2Ti3薄膜p-n型轉變的方法

在審

• 申請號: 201810217583.1
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108486530A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 龍劍平;姚富友;劉春海;胡安俊;侯志前;陳青松;張思豪;梁鵬;嚴邦業;劉博
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/18;C23C14/35
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 廖慧敏

本發明公開在線加熱實現玻璃Be₂Ti₃薄膜p?n型轉變的方法，包括以下操作步驟，首先硅玻璃基片進行預處理，經干燥處理后，將硅玻璃基片置于磁控濺射基片臺，進行濺射處理，即實現將玻璃Be₂Ti₃薄膜p?n型轉變，在線加熱的方式，采用磁控濺射技術，在對在鍍膜的同時進行在線加熱，工藝比較嚴苛，本方案再加入加熱模塊后可以實現在線加熱鍍膜。可以對于Be₂Ti₃的晶粒的生長，對于真空條件下降溫保護去應力，便于薄膜和基板之間進行結合。

技術領域

本發明涉及化學鍍技術領域，具體涉及在線加熱實現玻璃Be₂Ti₃薄膜p-n型轉變的方法。

背景技術

Be₂Ti₃是迄今為止發現的最重要的熱電材料，任何商用的室溫附近的熱電材料中都是由摻雜成p型或n型的組成的。雖然單晶材料有很好的電導率，但是其ZT值只能通過摻雜來提高。納米化或低維化提供了一個提高熱電性能的新方法，成為了新的研究熱點。

磁控濺射技術在鍍膜的同時加熱對于技術要求工藝要求嚴苛，同時對于Be₂Ti₃薄膜而言，在實現無摻雜條件下的p-n模塊轉變有重要的意義。

本發明的目的在于提供在線加熱實現玻璃Be₂Ti₃薄膜p-n型轉變的方法。

發明內容

本發明提供在線加熱實現玻璃Be₂Ti₃薄膜p-n型轉變的方法，在硅或玻璃基片上濺射Be₂Ti₃薄膜，分別在室溫，100℃，200℃，300℃，400℃條件下進行濺射，濺射功率為40w，濺射氣壓為0.4Pa，同時采用在線加熱的方式進行實時濺射，保證薄膜在真空條件下去應力，加強薄膜與基板之間的結合力。

本發明通過下述技術方案實現：

在線加熱實現玻璃Be₂Ti₃薄膜p-n型轉變的方法，包括以下操作步驟，首先硅玻璃基片進行預處理，經干燥處理后，將硅玻璃基片置于磁控濺射基片臺，進行濺射處理，即實現將玻璃Be₂Ti₃薄膜p-n型轉變。

1)碲化鉍Bi₂Te₃是臨近室溫應用的重要Te材料，由于磁控濺射技術是一種有效的工業化生產方法，因此用這種技術制備的Bi₂Te₃薄膜已經得到了廣泛的研究。Te性能取決于濺射鍍膜參數，如襯底溫度、工作壓力，退火溫度和脈沖工作。然而，p型Bi₂Te₃薄膜尚未通過磁控濺射合成。此外，Bi₂Te₃薄膜在聚合物薄膜襯底上的濺射涂覆對于它們作為柔性Te轉換裝置的應用而言是重要的。為了制造裝置，涂層應該在沒有退火處理的情況下合成，以避免損壞聚合物膜基板。為了制造薄膜微Te器件，希望通過磁控濺射來產生p型和n型Bi₂Te₃薄膜。

本實驗采用了組合式濺射鍍膜系統(COSCOS)，該系統由主真空室、多樣品臺、磁控濺射槍和真空泵系統組成。該室通過渦輪分子泵(600r/s)與旋轉泵混合泵送。濺射的工作壓力由反饋控制的自動閘閥系統精確設定和保持。可以在不中斷真空條件的情況下，立即將多個基板安裝在真空室內并旋轉改變。可以將樣品中的一個加熱至1300K，同時，通過與自身被循環水冷卻的銅塊接觸，將其他樣品冷卻至溫度100K以下。基板位于加熱位置、濺射靶濺射的方向也可以改變。相較于一般磁控濺射系統，對于樣品臺，基板溫度的不控制型，通過精準的電腦溫控程序實現精確溫度升溫。