检索结果-南通市图书馆

电化学原子层外延制备纳米薄膜热电材料的研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电化学原子层外延制备纳米薄膜热电材料的研究

作者：郜鲜辉华中科技大学

学位级别：硕士

热电材料能够实现热能和电能之间的直接转换,是一种十分理想的电源和制冷器材料。传统热电材料存在主要问题是:材料的热电优值(ZT)小,热电转换效率低;制备工艺和目前微电子制造业的发展趋势不相适应,阻碍了其在“微观”制冷领域的进一... 详细信息

热电材料能够实现热能和电能之间的直接转换,是一种十分理想的电源和制冷器材料。传统热电材料存在主要问题是:材料的热电优值(ZT)小,热电转换效率低;制备工艺和目前微电子制造业的发展趋势不相适应,阻碍了其在“微观”制冷领域的进一步发展。纳米薄膜热电材料的ZT值较传统块体热电材料有了大幅度的提高,具有优越的热电性能。同时,其加工工艺可与微电子加工工艺完全兼容,便于集成一体化,具有广阔的应用前景。电化学原子层外延(Electrochemistry Atomic Layer Epitaxy, ECALE)兼具电化学和原子层外延的优点,利用表面限制生长技术-----欠电位沉积(Underpotential Deposition, UPD),交替电化学沉积不同元素的原子层以形成化合物,该方法在室温下进行,克服了分子束外延(MBE)、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)等热方法的诸多问题,在薄膜材料及超晶格的制备方面具有很大的优势。本论文讨论了利用ECALE法制备Sb2Te3纳米热电薄膜的研究过程。论文第一部分介绍了热电材料的研究现状,并简单介绍了几种新型热电材料及其热电传输机理,然后对比目前常用的几种薄膜制备方法详细论述了ECALE法的基本原理、特点及影响因素,最后对本研究所使用的电化学自动沉积及测试系统进行了介绍。论文第二部分讨论了Te、Sb在Pt电极上的电化学特性及ECALE制备Sb2Te3薄膜的过程。使用自动沉积系统交替电化学沉积Te、Sb原子层400个循环获得沉积物,采用XRD, FESEM、FTIR等分析测试手段对沉积薄膜的结构、形貌、禁带宽等进行了表征。XRD结果表明沉积物是Sb2Te3化合物;FESEM测试结果表明Sb2Te3薄膜由平均粒径约20nm的颗粒组成,薄膜均匀、致密,膜厚约190nm;薄膜依据衬底的晶格结构外延生长,以衬底颗粒的边界为边界形成与衬底类似的表面形貌;在衬底和沉积薄膜之间存在厚约19nm的过渡层。FTIR结果表明,生成Sb2Te3纳米薄膜的能隙宽为0.42eV,发生了明显的蓝移,这是由于沉积物的纳米晶结构的影响。论文第三部分讨论了在Au电极上ECALE法制备Sb2Te3薄膜的过程。Sb在Au电极上的电化学特性研究结果表明,在pH0.5的体系中,Sb的块体沉积过程具有很强的可逆性。当选择块体沉积峰起始电位-0.2V交替沉积Te、Sb 400个循环时, XRD测试结果表明,沉积物是Sb2Te3和块体Te的混合物,对其进行退火处理后发现其XRD特征峰明显增大,表明退火前的沉积物结晶不好。通过调节前40个循环的沉积电位获得沉积物,XRD、EDAX测试结果表明沉积物是Sb2Te3,达到了退火处理的结晶程度,化学计量比符合2:3关系;FESEM测试结果表明,沉积薄膜比较平整,但存在孔洞,沉积物由非常细小的颗粒组成,而这些颗粒在沉积物表面发生团聚,形成不均匀分布的球状团聚。

关键词：热电材料纳米薄膜电化学原子层外延欠电位 Sb2Te3

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

纳米热电材料及其ECALE制备方法进展

功能材料 2005年第10期36卷 1493-1496,1500页

作者：郜鲜辉杨君友朱文侯杰华中科技大学模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

论述了纳米热电材料的发展现状及其提高热电优值(ZT)的机理,介绍了一种制备纳米热电薄膜的新方法———电化学原子层外延(ECALE),它采用欠电位沉积实现二维层状生长。文中还总结了该方法制备纳米薄膜过程中的几个重要影响因素,并预测了... 详细信息

论述了纳米热电材料的发展现状及其提高热电优值(ZT)的机理,介绍了一种制备纳米热电薄膜的新方法———电化学原子层外延(ECALE),它采用欠电位沉积实现二维层状生长。文中还总结了该方法制备纳米薄膜过程中的几个重要影响因素,并预测了纳米热电材料和器件今后的研究方向。

关键词：纳米热电材料电化学原子层外延欠电位沉积

Bi_2Te_3热电薄膜的电化学原子层外延制备

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

功能材料 2006年第7期37卷 1054-1056页

作者：侯杰杨君友朱文郜鲜辉华中科技大学模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

采用电化学原子层外延法(ECALE)在Au电极上成功地制备了Bi2Te3化合物热电薄膜。通过循环伏安扫描研究Te和Bi在Au衬底上的电化学特性,使用自动沉积系统交替欠电位沉积Te、Bi原子层200个循环获得沉积物。XRD、EDX和FESEM测试结果表明循环... 详细信息

采用电化学原子层外延法(ECALE)在Au电极上成功地制备了Bi2Te3化合物热电薄膜。通过循环伏安扫描研究Te和Bi在Au衬底上的电化学特性,使用自动沉积系统交替欠电位沉积Te、Bi原子层200个循环获得沉积物。XRD、EDX和FESEM测试结果表明循环沉积200层后得到的沉积物Bi和Te的化学计量比为2∶3,且是Bi2Te3薄膜化合物,而非单质Bi和Te的简单混合;薄膜均匀、致密、平整且可重复性好,以(015)为最优取向外延生长的。

关键词：电化学原子层外延欠电位 Bi2Te3 热电材料薄膜

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

大面积EBSD分析中的标定准确性探究

电子显微学报 2021年第5期40卷 609-615页

作者：郜鲜辉黄高华中科技大学分析测试中心湖北武汉430074 武汉光电国家研究中心湖北武汉430074

在低倍率下对样品进行大面积EBSD测试时,常发现边缘区域标定率较低。为探究大面积EBSD分析中标定率低的影响因素,本文在100倍下选取同一采集区域,将其移至视野不同位置进行EBSD数据采集,结果表明,在测试参数不变的情况下,同一采集区域... 详细信息

在低倍率下对样品进行大面积EBSD测试时,常发现边缘区域标定率较低。为探究大面积EBSD分析中标定率低的影响因素,本文在100倍下选取同一采集区域,将其移至视野不同位置进行EBSD数据采集,结果表明,在测试参数不变的情况下,同一采集区域在不同位置时的标定率差别很大。甚至同一晶粒在不同位置采集时标定的取向也存在差异。分析发现,标定结果存在差异的主要原因是低倍率下,在视野中心电子束处于聚焦状态,而在边缘位置电子束处于散焦状态。电子束散焦时,束斑尺寸增大,激发的背散射电子在射出晶粒尺寸较小的样品表面时,在不同晶粒的不同晶面同时发生衍射,衍射花样会相互干扰,因而导致EBSD花样模糊、宽化、重叠,标定率变差。同时,较大的电子束束斑直径会降低EBSD空间分辨率,因而难以准确反映晶粒取向的细微变化。

关键词：大面积EBSD测试标定率散焦电子束

Sb_2Te_3纳米薄膜的ECALE法制备

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国科学：E辑 2006年第11期36卷 1273-1282页

作者：郜鲜辉杨君友朱文侯杰鲍思前樊希安段兴凯华中科技大学模具技术国家重点实验室武汉430074

研究了利用电化学原子层外延法(electrochemical atomic layer epitaxy,ECALE)在Pt电极上生长Sb2Te3化合物半导体薄膜热电材料的过程.采用循环伏安扫描分别研究了Te和Sb在Pt衬底上以及在覆盖了一层元素之上的电沉积特性,在此基础上使用... 详细信息

研究了利用电化学原子层外延法(electrochemical atomic layer epitaxy,ECALE)在Pt电极上生长Sb2Te3化合物半导体薄膜热电材料的过程.采用循环伏安扫描分别研究了Te和Sb在Pt衬底上以及在覆盖了一层元素之上的电沉积特性,在此基础上使用自动沉积系统交替电化学沉积了400个Te和Sb原子层.采用XRD,FESEM和FTIR等多种分析测试手段对沉积薄膜的结构、形貌、禁带宽等进行了表征.XRD结果表明,沉积物是Sb2Te3化合物,与EDX定量分析和电量计算结果吻合;FESEM对薄膜表面及断面形貌检测表明沉积颗粒排列紧密、大小均匀,平均粒径约为20nm,薄膜均匀平坦,膜厚约190nm;由于沉积薄膜的纳米结构,FTIR吸收谱出现蓝移,测得Sb2Te3薄膜禁带宽为0.42eV.

关键词： Sb2Te3 电化学原子层外延(ECALE) 热电材料纳米薄膜

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电化学原子层外延沉积碲化铋纳米薄膜研究

功能材料 2004年第Z1期35卷 1281-1283页

作者：杨君友朱文郜鲜辉华中科技大学模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

本文首次研究了电化学原子层外延(ECALE)法室温沉积碲化铋纳米薄膜的过程.ECALE是原子层外延的电化学模拟.它通过欠电位技术实现电化学沉积过程中的原子级的精确控制,每次只沉积一个原子层厚度,通过沉积循环的控制可以实现对沉积薄膜材... 详细信息

本文首次研究了电化学原子层外延(ECALE)法室温沉积碲化铋纳米薄膜的过程.ECALE是原子层外延的电化学模拟.它通过欠电位技术实现电化学沉积过程中的原子级的精确控制,每次只沉积一个原子层厚度,通过沉积循环的控制可以实现对沉积薄膜材料种类和厚度的控制.采用三电极和循环伏安法,分别研究确定了Pt电极上欠电位沉积金属Bi薄膜、Te在Pt电极上欠电位沉积条件以及Bi在Te表面和Te在Bi表面的交替沉积行为及其沉积参数,通过不同电位交替沉积得到Bi2Te3纳米薄膜.对薄膜的氧化剥落及其电量分析结果进一步证明了该薄膜的沉积过程是一种二维层状生长过程.

关键词： ECALE 欠电位沉积热电材料 Bi2Te3纳米薄膜

电化学原子层外延及其新材料制备应用研究进展

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

材料导报 2005年第9期19卷 87-90页

作者：侯杰杨君友朱文郜鲜辉华中科技大学模具技术国家重点实验室武汉430074

电化学原子层外延(ECALE)是电化学沉积和原子层外延技术的结合,通过运用欠电势技术交替电化学沉积化合物的组成元素一次一个原子层而实现外延生长。详细介绍了电化学原子层外延(ECALE)的基本原理和特点,分析了影响 ECALE 过程的关键要素... 详细信息

电化学原子层外延(ECALE)是电化学沉积和原子层外延技术的结合,通过运用欠电势技术交替电化学沉积化合物的组成元素一次一个原子层而实现外延生长。详细介绍了电化学原子层外延(ECALE)的基本原理和特点,分析了影响 ECALE 过程的关键要素,并进一步介绍了它在新材料制备中的应用研究进展。

关键词：纳米超晶格 ECALE 欠电位沉积原子层外延

Grain Refinement Mechanism and Texture Evolution of Polycrystalline Cu Sheets during the Electromagnetic Forming Process

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2019年第6期34卷 1421-1428页

作者：郜鲜辉 WU Jinjin ZHAO Jianquan Analytical and Testing Center Huazhong University of Science and Technology

The grain refinement mechanism and texture evolution of electromagnetically formed polycrystalline Cu sheets were investigated using the electron back-scattered diffraction(EBSD) technique. It is found that the average grain size decreases from 35.88 μm to 8.77 μm. The grain refinement was mainly attributed to dynamic recrystallization(DRX) at the grain boundary regions of bulged Cu samples where the inhomogeneous dislocation density and the large lattice misorientation were observed. The DRX mechanisms at the grain boundaries were discussed with respect to the strain-induced grain boundary migration nucleation. Moreover, the orientation distribution function(ODF) of the sample with the strain of 50% demonstrated a strong {110} texture and a relatively weak {001} texture. The texture evolution was discussed using the plastic work values of the grains with various orientations, which were calculated according to the Taylor model and the virtual work principle. The experimental results show that the expended plastic work of the grains with {110} orientation is 9.69 MPa, which is distinctly higher than those of the grains with the {001} and {111} orientations. This indicates that the formation of the {110} orientated texture would be preferred with increasing strain in good agreement with the experimental result.

关键词： grain refinement texture electrom agnetic forming electron back-scattered diffraction

Growth of bismuth telluride thin film on Pt by electrochemical atomic layer epitaxy

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国有色金属学会会刊：英文版 2005年第2期15卷 404-409页

作者：朱文杨君友郜鲜辉侯杰张同俊崔昆 State Key Laboratory for Plastic Forming Simulation and Dies Technology Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China

An automated thin-layer flow cell electrodeposition system was developed for growing Bi2Te3 thin film by ECALE. The dependence of the Bi and Te deposition potentials on Pt electrode was studied. In the first attempt, this reductive Te underpotential deposition （UPD）/reductive Bi UPD cycle was performed to 100 layers. A better linearity of the stripping charge with the number of cycles has been shown and confirmed a layer-by-layer growth mode, which is consistent with an epitaxial growth. The 4∶3 stoichiometric ratio of Bi to Te suggests that the incomplete charge transfer in HTeO+2 reduction excludes the possibility of Bi2Te3 formation. X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） analysis also reveals that the incomplete charge transfer in HTeO+2 occurs in Te direct deposition. The effective way of depositing Bi2Te3 on Pt consists in oxidative Te UPD and reductive Bi UPD. The thin film deposited by this procedure was characterized by X-ray diffraction（XRD）, scanning electron microscopy（SEM） and X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）. A polycrystalline characteristic was confirmed by XRD. The 2∶3 stoichiometric ratio was confirmed by XPS. The SEM image indicates that the deposit looks like a series of buttons about （0.30.4 μm） in diameter, which is corresponding with calculated thickness of the epitaxial film. This suggests that the particle growth appears to be linear with the number of cycles, as it is consistent with a layer by layer growth mode.

关键词：热电材料碲化铋薄膜生长电化学原子外延附生