Bi、Ag摻雜PbTe系熱電薄膜材料的電化學制備及結構研究.pdf

1、本學位論文主要研究了電化學沉積法制備單相Bi，Ag摻雜及Bi，Ag共摻PbTe系熱電薄膜材料，通過改變摻雜離子濃度、沉積電位、添加檸檬酸(三者均為恒壓法)和改變脈沖時間(脈沖法)等方法分析討論了它們對MxPb1-xTe(M=Bi、Ag)和AgyBixPb1-x-yTe薄膜的電化學特性、微觀形貌、晶粒大小、成分及相結構的影響。本論文利用電流．電壓(I-V)循環掃描曲線分析了薄膜的電化學特性，采用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜(EDS)和x

2、射線衍射(XRD)等測試手段對沉積膜的微觀形貌、成分及相結構進行了表征。研究結果表明： BixPb1-xTe熱電薄膜：(1)此種薄膜的電化學沉積過程滿足典型的溶液擴散控制生長特性。 (2)Bi3+濃度的改變對薄膜的微觀形貌有較大影響：電解液中Bi3+濃度小于3mM時，薄膜主要由PbTe相與BiTe相構成：而電解液中Bi3+濃度為3mM時，薄膜中還出現了Bi與Pb的單相。 (3)不同沉積電位下制各的BixPb1-xTe薄膜主要為面

3、心立方結構的PbTe與BiTe相，無擇優取向；沉積電位較負(-0.78V)時，薄膜中還會出現PbBi相；而沉積電位正移(電流密度降低)會使沉積膜的結晶性變差。 (4)添加檸檬酸能使Bi、Te、Pb實現有效共沉積，并減少沉積膜中的枝晶，使膜更加致密平整。 AgxPb1-xTe熱電薄膜： (1)此種薄膜的致密度隨電解液中Ag+濃度的減小而增大，但其相結構保持不變。 (2)只有在沉積電位為-0.78V時，薄膜中才會出現Ag2Te相，在

4、其它電位時僅存在PbTe相。 (3)采用脈沖法沉積時，當較正電位的沉積時間較長(2s)時，薄膜中只有PbTe相，而當該脈沖沉積時間較小(0，1s)時，薄膜中還有Ag2Te相出現；因此可通過控制不同沉積電位的沉積時間調整薄膜的相結構。 (4)電解液中添加適當濃度的檸檬酸可在一定程度上抑制薄膜的枝晶狀生長。 AgxBiyPb1-x-yTe熱電薄膜： (1)此種薄膜的電化學沉積過程滿足典型的溶液擴散控制生長特性。 (2)電解液中Bi3+濃度的