[發明專利]一種高致密晶粒鉍銻熱電薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202011332324.7
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112575303A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 鄧元;魏鋒;趙未昀
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學杭州創新研究院
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/02;C23C14/18;C23C14/58
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 劉靜培

1.一種具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料，其特征在于，所述Sb的含量范圍：0.035x0.1。

2.根據權利要求1所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料，其特征在于，所述Bi_1-xSb_x熱電薄膜的厚度為300-600nm。

3.根據權利要求1-2所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)襯底的等離子體清洗

取襯底置于進樣室，抽真空后向進樣室內充入高純氬氣，用射頻電源激發出氬等離子體對襯底進行清洗，得到清洗后的襯底；

(2)共濺沉積Bi和Sb

先對清洗后的襯底進行升溫，之后采用磁控濺射工藝在升溫后的襯底上進行共濺沉積Bi和Sb；

(3)退火處理制得Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料

將步驟(2)共濺沉積后形成的薄膜進行原位退火，退火結束后，即得所述Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料。

4.根據權利要求3所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，采用氬等離子體對襯底進行清洗之前，依次將襯底浸泡于丙酮、乙醇、去離子水中進行超聲清洗后烘干。

5.根據權利要求4所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料的制備方法，其特征在于，所述襯底為玻璃、AlN、p型或n型硅片、SrTiO₃或Al₂O₃中的任意一種。

6.根據權利要求3所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，高純氬氣的流量為60sccm，清洗時間為120s，射頻功率為50W。

7.根據權利要求3所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，升溫后襯底的溫度為245℃-255℃。

8.根據權利要求3所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料的制備方法，其特征在于，進行共濺沉積的條件如下：Bi靶的濺射功率為15-25W，Sb靶濺射功率為5-25W，先進行預濺射100-300s，再進行共濺，共濺時間為20-40min。

9.根據權利要求8所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料的制備方法，其特征在于，進行共濺沉積之前，先對濺射腔抽真空，真空度≧10^-5Pa，再充入氬氣，維持氣壓為0.5-1.0Pa。

10.根據權利要求4所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x熱電薄膜材料的制備方法，其特征在于，退火時的真空度≧10^-5Pa，退火的時間為10-20min，退火的溫度為245-255℃。