Bi-,2-x-Te-,3+x-及Bi-,2-Te-,3-x-Se-,x-薄膜與微區(qū)薄膜材料的電化學(xué)制備及添加劑作用研究.pdf

1、溫差電材料自被發(fā)現(xiàn)以來一直是研究的熱點(diǎn),薄膜及微區(qū)薄膜溫差電材料因適應(yīng)了目前微電子系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)而越來越引起人們的關(guān)注.電化學(xué)方法制備薄膜以及微區(qū)薄膜溫差電材料就是其中一種很有前景的制備方法,它具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易、成本低等眾多優(yōu)點(diǎn),但目前對(duì)該方法的研究還主要停留在提高材料性能這個(gè)階段,并沒有與后續(xù)的微型溫差電器件制備相結(jié)合.這使得電化學(xué)方法制備薄膜及微區(qū)薄膜溫差電材料還沒有真正運(yùn)用到實(shí)際中去. 本論文以制造微型溫差電器件為目

2、標(biāo)研究了電化學(xué)的方法制備Bi<,2-x>Te<,3+x>與Bi<,2>Te<,3-x>Se<,x>薄膜及微區(qū)薄膜溫差電材料和添加劑對(duì)電沉積過程的影響. 采用微電子的方法分別研究了使用光致抗蝕干膜和SU-8膠制備微區(qū)的工藝,能使用這兩種不同的感光膠制備出各種不同尺寸的微區(qū)以備實(shí)驗(yàn)之用；自行設(shè)計(jì)了一套真空退火裝置并確定了它的操作工藝. 比較了銅、不銹鋼、金三種基體對(duì)電沉積薄膜Bi<,2>Te<,3>材料的影響,確定了金作為電

3、沉積的基體. 采用陰極極化曲線研究了溫度對(duì)電沉積薄膜Bi<,2>Te<,3>材料的影響,確定了25℃的實(shí)驗(yàn)溫度. 從鍍層材料的組成和形貌研究分析了沉積方式對(duì)電沉積薄膜Bi<,2>Te<,3>材料的影響,選擇了恒電位方式進(jìn)行沉積. 在恒電位沉積方式下從鍍層材料組成、溫差電性能、結(jié)構(gòu)、形貌等方面詳細(xì)分析了沉積電位對(duì)對(duì)電沉積薄膜Bi<,2>Te<,3>材料的影響,確定了30mV的沉積電位. XRD圖、SEM圖、

4、EDS以及溫差電性能的測(cè)試結(jié)果表明微區(qū)尺寸對(duì)微區(qū)薄膜Bi<,2>Te<,3>材料電沉積的影響可以通過調(diào)整攪拌程度和沉積電位來解決以使得在不同尺寸的微區(qū)獲得理想的鍍層. 采用陰極極化曲線、交流阻抗曲線研究了添加劑對(duì)電沉積微區(qū)薄膜Bi<,2>Te<,3-x>Se<,x>材料的影響的作用機(jī)理,結(jié)果表明添加劑能降低Se沉積的反應(yīng)電阻從而對(duì)電沉積微區(qū)薄膜Bi<,2>Te<,3-x>Se<,x>材料產(chǎn)生影響. 從微區(qū)薄膜Bi<,2>