[发明专利]一种制备择优取向碲化铋热电薄膜的方法

摘要

一种制备择优取向碲化铋热电薄膜的方法，采用磁控溅射法制备碲化铋热电薄膜。首先安装碲化铋(Bi2Te3)合金靶，然后把清洗过的氧化镁(MgO)单晶放在衬底上；调整靶基距至100mm～140mm，抽真空至5x10‑4Pa～7.5x10‑4Pa；再对氧化镁(MgO)基片加热至350℃～450℃，通入氩气(Ar)，在工作气压为0.3Pa～0.5Pa的条件下开始溅射镀膜；最后对溅射的薄膜在250℃～350℃的退火处理，形成择优取向碲化铋热电薄膜。

主权项

1.一种制备择优取向碲化铋热电薄膜的方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：(1)按照Bi:Te＝2:3的摩尔比将纯度为99.999％的金属粉末Bi和Te混合，在200MPa的条件下采用热等静压装置制成高致密度的碲化铋合金靶，并把碲化铋合金靶安装在磁控溅射设备的真空腔室中；(2)将氧化镁(MgO)单晶放在盛有浓硫酸和双氧水体积比为1:3的混合溶液中浸泡20～30min，然后依次放在盛有丙酮的烧杯、酒精的烧杯和超纯水的烧杯中，分别超声清洗10min，最后用高纯氮气(N2)将氧化镁(MgO)单晶吹干；(3)将步骤(2)清洗过的氧化镁单晶安装在基底上，并在温度50℃～70℃下烘烤20min～40min；(4)调整碲化铋合金靶与氧化镁单晶基片的距离为100mm～140mm，关闭真空腔室；(5)依次打开机械泵和分子泵抽真空至5× 10‑4Pa～7.5× 10‑4Pa；(6)将在上述步骤(5)形成的真空条件下，对氧化镁单晶基片加热至350℃～450℃；(7)通入100sccm～200sccm的高纯氩气，调整工作气压为0.3Pa～0.5Pa，然后开始溅射镀膜45min～60min；(8)将经过步骤(7)处理的样品置于250℃～350℃及高纯氩气条件下对薄膜进行退火热处理0.5h～1.5h，制备成择优取向碲化铋热电薄膜；所述的步骤(2)中采用的氧化镁单晶基片为(00l)取向。