يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة بحثية

تحسين الخصائص الحرارية الكهربائية للأفلام الرقيقة Bi2Te3 بواسطة التلقطيع المشترك بالمنغنيز

177 مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/71082

⸱

يونيو 5, 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Solar Energy Research Institute (SERI), Universiti Kebangsaan Malaysia, 2Faculty of Science and Technology, Universiti Sains Islam Malaysia, 3Department of Manufacturing and Materials Engineering, Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia

في هذه المقالة

ملخص

تم تطوير بروتوكول التنويش المشترك للترددات الراديوية لتصنيع أفلام رقيقة من Bi2Te3 المشوهة بالمنغنيز وتقييم كيفية تأثير مدخلات المنغنيز على خصائص النقل الهيكلي والحراري. أدى دمج المنغنيز المعتدل إلى تحسين توحيد الفيلم وسلوك النقل المرتبط بعامل القوة، بينما زاد ارتفاع إدخال المنغنيز من الفوضى الهيكلية والمقاومة.

الملخص

يظل Bi2Te3 مادة حرارية كهربائية من النوع n (TE) مرجعية لتحويل الطاقة في درجات الحرارة المنخفضة، لكن فجوة النطاق الصغيرة يمكن أن تقلل من الكفاءة بسبب الحاملات الطفيلية الناتجة حراريا. تم استكشاف المنشطات العنصرية لتحسين أداء TE، رغم أن الدراسات المنهجية على أغشية رقيقة من Bi2Te3 المنشطة بالمنغنيز (Mn) لا تزال محدودة. في هذه الدراسة، تم استخدام سير عمل التشويش المشترك بالتردد الراديوي لتصنيع أفلام رقيقة من Bi2Te3 مشوهة ب Mn عن طريق تغيير قوة الهدف Mn مع الحفاظ على ظروف ترسيب ثابتة ل Bi2Te3 . تم تقييم خصائص النقل البنيوية، والهيكلية الدقيقة، والتركيبية، وخصائص النقل التكتيكي باستخدام حيود الأشعة السينية، والمجهر الإلكتروني الماسح الصادر عن الحقل، والتحليل الطيفي للأشعة السينية المشتت للطاقة، وقياسات النقل المعتمدة على درجة الحرارة. أكد حيود الأشعة السينية احتفاظ طور الرومبوهيدري Bi2Te3 مع اتجاه مفضل (015)، بينما كانت التغيرات القصوى نحو قيم أعلى 2θ متوافقة مع انقباض الشبكة المرتبطة ب Mn. جميع الأفلام أظهرت معاملات سيبيك سالبة، مما يؤكد التوصيل من النوع n. زيادة تطعيم Mn عززت من حجم معامل سيبيك وأيضا زيادة المقاومة الكهربائية، مما أظهر مقايضة النقل. حقق الفيلم الموزع بقوة 5 واط ميغانيتن أعلى عامل قوة 529.33 ميكروواط م−1 كلفن 2 عند 523 كلفن بسبب مقاومته المنخفضة مع الطاقة الحرارية الكافية. تظهر هذه النتائج أن دمج Mn المعتدل يمكن أن يحسن الأداء المرتبط بعوامل الطاقة للأفشية الرقيقة Bi2Te3 ضمن نطاق درجة الحرارة المقاس.

المقدمة

تلعب المواد الحرارية الكهربائية (TE) دورا حيويا في التحويل المستدام للحرارة إلى طاقة كهربائية، خاصة من خلال تأثيرات سيبيك وبيلتيير. عادة ما يتم تقييم أداء مواد TE باستخدام عامل القدرة (PF = S2/ρ)، حيث S هو معامل سيبيك وρ هو المقاومة الكهربائية 1,2. يشير ال S العالي مع ρ المنخفض إلى نقل الحامل بكفاءة، وهو أمر ضروري لتطبيقات مثل استعادة الحرارة المهدرة، توليد الطاقة الدقيقة، والتبريد بالحالة الصلبة في الأنظمة الصناعية والإلكترونيات الدقيقة 3,4,5.

من بين مواد TE المختلفة، يتميز تيلورايد البسموت (Bi2Te3) بكفاءته في التطبيقات القريبة من درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك، فإن تطبيقه العملي محدود بالهشاشة، والمرونة الميكانيكية المحدودة، ونسبة الاستحقاق المعتدلة (zT)، مما يساهم في تحديات في التنفيذ واسع النطاق2. تقدم التطورات الحديثة في تقنيات تصنيع الأغشية الرقيقة، وخاصة التلقط المغنيتروني، طرقا واعدة لمعالجة هذه القيود. تمكن الأفلام الرقيقة من تحسين التحكم في التركيب والبنية الدقيقة، مما يعزز حركة الحاملات والمرونة الميكانيكية، وكلاهما مهم لأجهزة TE عالية الكفاءة6. لقد تم إثبات القدرة على تخصيص هذه الخصائص باستخدام تدويد المغنترون بالترددات الراديوية (RF) سابقا، مما يدعم استخدامه لإنتاج أفلام رقيقة موحدة من نوع Bi2Te3 بسماكات قابلة للتعديل ومستويات تطعيم7.

التطعيم الكاتيوني، خصوصا مع المنغنيز (Mn)، ظهر كاستراتيجية واعدة لتحسين خصائص TE في Bi2Te3. على الرغم من أن الأبحاث على Bi2Te3 المنشط ب Mn لا تزال أقل شمولا من الدراسات التي شملت مكررات أخرى، إلا أن الأدلة من أنظمة ذات صلة تشير إلى أن دمج Mn يمكن أن يحسنالخصائص الكهربائية والهيكلية على حد سواء. 8. تم الإبلاغ عن تأثير دمج ال Mn على تركيز الحامل وحركته، مما يؤثر على معامل سيبيك والتوصيل الكهربائي، اللذين يحددان معا قوة الخصر الأكبر لمادة TE9. بالإضافة إلى ذلك، تم مناقشة دمج Mn من حيث آليات الدمج الاستبدالية أو المرتبطة بالعيوب التي قد تسبب عيوبا في إجهاد الشبكة وعيوب نقطية. يمكن لهذه التعديلات تعزيز تشتت الفونونات وربما تقليل التوصيل الحراري الشبكي، وكلاهما يساهم بشكل مهم في أداء TE10. تشير الأبحاث حول المركبات المشوهة ب Mn مثل Bi2Si2Te6 إلى أن Mn قد يحسن أيضا نقل الشحنة ويدخل عفوم مغناطيسية موضعية، مما قد يعزز تأثيرات تشتت الفونونات ويقلل من التوصيل ثنائي القطب11. وبالتالي، فإن تأثير المونغنيوم على التطور البنيوي المجهري، وتكوين العيوب، ونمو الحبيبات مهم لتحسين الاستقرار الميكانيكي والحراري لمواد TE10,12.

ومع ذلك، يمكن أن يؤدي دمج Mn المفرط إلى تعزيز المراحل الثانوية مثل MnTe ويعقد سلوك النقل13؛ لذلك، يجب التحكم بعناية في مدخل Mn14. بالإضافة إلى ذلك، قد يدخل Mn حالات المستقبل داخل شبكة Bi2Te3 وربما يغير سلوك التوصيل من خلال تبيط النقل السطحي الطوبولوجي، وفتح فجوة، وتقليل كثافة الحامل الحر، والانتقال من التوصيل المعدني إلى العازل أو الموضعي تحت كمية كافية من التطعيم15,16. تسلط هذه الاعتبارات الضوء على أهمية التحكم في دمج الممتلكات في مينيسوتا أثناء التمزق لإنشاء علاقات موثوقة بين الهيكل والملكية17.

أظهرت الدراسات الحديثة أن Mn يمكن دمجه في الأغشية الرقيقة القائمة على Bi2Te3، ويمكن أن يؤثر بشكل قابل للقياس على البنية والنقل الإلكتروني. تظهر أغشية Bi2−xMnxTe3 تغيرات تعتمد على Mn في الخصائص الهيكلية والكهربائية18، بينما تم دراسة أغشية Mn:Bi2Te3 الرقيقة أيضا من خلال قياسات النقل، مما يشير إلى أن دمج Mn يمكن أن يحدث دون قمع كامل طور Bi2Te3 في المضيف19. مؤخرا، مكن التمزق بالماجنترون من تحضير الأفلام الرقيقة Bi2Te3 المشوهة ب Mn النانوية البلورية، مما يدعم جدوى دمج Mn باستخدام طرق ترسيب الأغشية الرقيقة القابلة للتوسع20. ومع ذلك، مقارنة بالأفلام الرقيقة الممثلة من النوع n Bi2Te3 المحسنة من خلال هندسة الخامة، وتعديل عيوب الفراغ، وهندسة الحاملات، لا يزال التحسين المنهجي للأفشية الرقيقة Bi2Te3 المشوهة ب Mn غير مستكشف نسبيا 7,21. هذه الفجوة دفعت دراسة المدخلات المضبوطة للميثانويوم المعروضة هنا.

في هذه الدراسة، تم تحضير أفلام رقيقة مشوهة ب Mn Bi2Te3 بواسطة التنويش المشترك بالمغنيترون RF باستخدام سلسلة مدخلات Mn مضبوطة، وتم تقييمها باستخدام حيود الأشعة السينية (XRD)، ومجهر الإلكترون الماسح بإصدار المجال (FESEM)، ومطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX)، ومعامل سيبيك وقياسات المقاومة الكهربائية المعتمدة على درجة الحرارة. يوضح الشكل 1 بشكل تخطيطي تكوين التشويش المشترك المستخدم في هذا العمل. كان الهدف هو استخدام إطار متسق للتقطيع لفحص كيفية تأثير مدخلات Mn على البنية الدقيقة للفيلم وسلوك النقل المرتبط ب PF تحت ظروف معالجة مماثلة22.

figure-introduction-1
الشكل 1. مخطط تكوين التشويش المشترك للماجنترون RF المستخدم في ترسيب الأغشية الرقيقة Bi2Te3 المطعم ب Mn. تمثيل تخطيطي لترتيب التشويش المشترك يظهر هدف Bi2Te3 ، هدف Mn، حامل الركيزة، وموقع الركيزة داخل غرفة الترسب. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

لم يتم استخدام أي مشاركين بشريين أو حيوانات أو أنسجة بيولوجية في هذه الدراسة؛ لذلك، لم تكن هناك حاجة لموافقة أخلاقيات المؤسسات.

نظرة عامة
تم ترسيب أغشية رقيقة Bi2Te3 المشوهة ب Mn على ركائز زجاج الصودا الجيري (SLG) بواسطة التلقط المشترك بالمغنترون الترددي الراديوي. تم إجراء الترسيب دون تسخين الركيزة المتعمد، وتم الحفاظ على درجة حرارة الحجرة/الركيزة أثناء التلطيم عند 298 كلفن ± 1 كلفن. كانت المسافة بين الهدف والركيزة ثابتة عند 55 مم لكلا مدفعي السبتر. كان هدف Bi2Te3 يعمل بطاقة تردد لاسلكي ثابتة تبلغ 100 واط، بينما تم تغيير قوة التردد الراديوي لهدف Mn (0، 5، 10، و15 واط) لضبط دمج Mn عبر سلسلة التطعيم. تم استخدام الأرجون (Ar) كغاز متقطع عند 4 متر مكعب، وبعد تثبيت البلازما، تم الحفاظ على ضغط العمل أثناء الترسيب عند حوالي (3–5) × 10⁻3 تور. كان حامل الركيزة يدور باستمرار بسرعة 10 دورات في الدقيقة في اتجاه ثابت واحد لدعم تجانس الفيلم. تراوحت سماكات الفيلم بعد 30 دقيقة من الترسيب بين 0.722–1.195 ميكرومتر، حسب قدرة التردد الراديوي Mn (الجدول 2). يفترض هذا البروتوكول المعرفة بالممارسات القياسية في التفريغ والتشغيل الآمن لمعدات التنويش الترددي الراديوي ومعدات الأشعة فوق البنفسجية (UV)–الأوزون، وقد تكون هناك حاجة لتعديلات طفيفة حسب نظام التشويش المستخدم23.

تحضير الركيزة
تم قطع ركائز SLG إلى قطع بحجم 1.5 سم × 2.5 سم، وتم التعامل معها من الحواف لتجنب التلوث، وغسلها جيدا باستخدام مسحوق الغسيل المختبري. تم تنظيف الركائز باستخدام محلول منظف زجاجي مخفف من المختبر يحضر في ماء DI ثم شطفها جيدا حتى لا يبقى أي بقايا ظاهرة. تم استخدام ماء DI بمقاومة ≥18.2 MΩ·cm عند 298 كلفن في جميع خطوات الشطف. ثم تم تنظيف الركائز بشكل متسلسل في حمام فوق صوتي باستخدام الميثانول والأسيتون والكحول الأيزوبروبيلي لمدة 10 دقائق لكل منها عند 37 كيلوهرتز، تليها شطفها بماء DI لمدة 20 دقيقة في حمام فوق صوتي متحكم في درجة الحرارة عند 353 كيلو23. بعد التنظيف، تم تثبيت الركائز على الحواف باستخدام ملقط نظيف، وجففها باستخدام غاز نيتروجين لطيف (N2، نقاء 99.99٪) حتى لا يبقى سائل ظاهر، ثم سخنت على صفيحة ساخنة بدرجة حرارة 393 كلفن لمدة 10 دقائق لإزالة الرطوبة المتبقية. قبل الترسيب مباشرة، كانت الركائز تعالج في منظف UV–أوزون لمدة 10 دقائق باستخدام ظروف التشغيل الافتراضية للجهاز.

تجهيز الحجرة وتركيب الهدف
قبل الترسب، كان يتم إزالة الغبار من داخل الحجرة ومسدس المضخة باستخدام منفاخ مطاطي نظيف. تم فحص المنفاخ بصريا وتطهيره عدة مرات بعيدا عن الحجرة قبل الاستخدام لتقليل إدخال الجسيمات العرضية. قبل أول عملية ترسيب للرسب، كانت تزال أي رقائق قديمة، ويستخدم ورق ألمنيوم ثقيل جديد لتبطين أسطح الغرف وتغطية حامل الركيزة. تم تثبيت الرقاقة بإحكام لمنع التحرك أثناء الضخ وتدوير الركيزة ولتقليل التلوث من بقايا الترسبات السابقة. تم حماية نافذة الرؤية في غرفة باستخدام غطاء صحن بتري نظيف (قطر حوالي 94 مم) لتقليل تراكم الفيلم على النافذة مع السماح بمراقبة البلازما أثناء ما قبل التلقط والترسيب المسبق. تم تركيب هدف Bi2Te3 على مدفع RF 1 وهدف Mn على مدفع RF 2 (الشكل 2)، مما ضمن أن كلا الهدفين في المنتصف ومجمعان بإحكام، وكانت المدافع مغطاة بدروع ألمنيوم. لم يتم إجراء أي تنظيف إضافي قبل الاستخدام على الأهداف؛ ومع ذلك، تم تحقيق تكييف السطح خلال خطوة ما قبل التلذج لإزالة التلوث السطحي والأكاسيد الأصلية. تم مسح حامل الركيزة بالميثانول وتركه ليجف تماما. ثم تم فحص العزل الكهربائي باستخدام مقياس متعدد في وضع الاستمرارية (المسموع). كان التأريض مقبولا عند اكتشاف نغمة مسموعة بين جسم الحجرة وغلاف السلاح، بينما تم تأكيد العزل الكهربائي عندما لم يتم اكتشاف نغمة بين جسم الحجرة وكل سطح هدف (دائرة مفتوحة).

figure-protocol-1
الشكل 2. صور مشروحة لنظام التلقطيع المشترك للماجنترون RF المستخدم في ترسيب الأغشية الرقيقة Bi2Te3 المبشرة ب Mn. صور تمثيلية تظهر غرفة التناثر، مسدسات الترددات الراديوية، أهداف Bi2Te3 وMn، حامل الركيزة، الركائز، نظام التبريد، مضخة التفريغ، ووحدات التحكم في المعلمات المستخدمة أثناء ترسيب الأغشية الرقيقة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

ترسيب الطبقة الرقيقة Bi2Te3 المطعم ب Mn
ما قبل الترسيب
تم وضع ركائز الاختبار في البداية على حامل الركيزة الدوار لتقييم استقرار الترسيب أثناء تكييف الهدف. تم إغلاق باب الغرفة، وبدأ المضخة للأسفل. تم تطبيق ضغط لطيف حول الباب في البداية لضمان الإغلاق الصحيح، وتم تأكيد انخفاض الضغط على العداد. تم مراقبة ضغط الحجرة باستخدام مقياس الفراغ المدمج مع وحدة التحكم في النظام المتقطعة. استمر الضخ حتى وصل ضغط الحجرة إلى ≤5 × 10−3 تور. كان النظام يعتبر جاهزا عندما بقيت قراءة الضغط مستقرة لمدة ~3 دقيقة، مما يعادل انحراف ضغط بمقدار ≤2 × 10−4 تور خلال فترة الاستقرار.

تم تشغيل نظام التبريد وضبطه على 288 كلفن، لضمان دوران سائل التبريد النشط عبر كلا مسدسين الرباطين قبل إشعال البلازما. تم توفير التبريد باستخدام مياه DI المعاد تدويرها. تم إدخال غاز الأرجون عالي النقاء (Ar، ≥99.9999٪) عند 4 متر مكعب وترك للاستقرار لمدة ~2–5 دقائق، أو حتى يبقى التدفق ثابتا عند ≥3.9 متر مكعب. تم ضبط دوران الركيزة على 10 دورات في الدقيقة في اتجاه ثابت واحد وحافظ عليه باستمرار طوال فترة ما قبل التقطيع والترسب. ثم تم تشغيل مزود طاقة التردد الراديوي ووحدة تحكم الشبكة المطابقة.

بالنسبة لكلا مسدسي RF، تم تعديل إعدادات شبكة المطابقة باستخدام وظيفة الحد الأدنى/الحد الأقصى حتى يصل التحميل = 50 واط والضبط = 50 واط، وبعدها تم تحويل وضع وحدة التحكم من اليدوي إلى المطابقة التلقائية. تم تقليل الطاقة المنعكسة قبل إشعال البلازما، وتم استخدام ≤5 واط من الطاقة المنعكسة كعتبة قبول. لما قبل التكييف الكهربائي، تم ضبط طاقة التردد الراديوي على 50 واط في مدفع Bi2Te3 و10 واط على مدفع Mn قبل إشعال البلازما. تم تعريف البلازما المستقرة بأنها توهج ثابت يحافظ عليه لمدة ~1–2 دقيقة دون وميض مرئي أو ارتفاعات مفاجئة في الضغط. بالإضافة إلى الفحص البصري، تم تأكيد استقرار البلازما عندما بقيت القدرة المنعكسة ≤5 واط وتقلبات ضغط التشغيل ضمن ±5٪ لمدة ~1–2 دقيقة. بمجرد تحقيق استقرار البلازما في كلا المدفعين، تم تشويش الأهداف مسبقا لمدة 15 دقيقة لإزالة التلوث السطحي والأكاسيد الأصلية. إذا فشل البلازما في الاشتعال، كان يتوقف التقطع ويتم إجراء إعادة ضبط قصيرة للآربنيوم عن طريق إيقاف تدفق الآربنيوم لمدة 10 ثوان ثم استعادة التدفق قبل إعادة محاولة الإشعال. تمت محاولة إشعال البلازما حتى ثلاث مرات لكل مدفع. إذا لم ينجح الإشعال بعد ثلاث محاولات، يتم إنهاء العملية ويعاد النظام إلى حالة الاستعداد الآمنة لفحص تدفق الغاز، ودوران التبريد، وظروف المطابقة. بعد التشويش المسبق، تمت إزالة ركائز الاختبار وتحميل الركائز النظيفة لعملية الترسيب الجارية.

ترسيب الأغشية الرقيقة
قبل تحميل الركائز لعملية الترسب، كان يتم إزالة الغبار من داخل الحجرة ومنطقة حامل العينات باستخدام منفاخ مطاطي نظيف، وظلت نافذة المشاهدة محمية بغطاء صحن بتري نظيف لمراقبة البلازما. تم فحص الأهداف للتأكد من أنها جالسة بشكل صحيح، ومركزية، وفي حالة جيدة. كانت الأهداف تعتبر مناسبة عندما يبدو السطح سليما وملونا بشكل متجانس، دون تشققات ظاهرة أو حفر عميقة أو تقشر أو علامات قوس (بقع "احتراق") أو جزيئات فضفاضة. بالإضافة إلى ذلك، كان من الضروري تثبيت كل هدف بإحكام ومركزه بشكل صحيح داخل بندقية السبابتر. تم وضع الركائز النظيفة بشكل متماثل بالقرب من المنطقة الخارجية للحامل الدوار (على بعد حوالي 5–10 مم من مركز الحامل)، مع محاذاة الجانب الأطول موازيا لحافة الحامل (الشكل 2).

ثم يتم ضخ الحجرة إلى ضغط أساسي 5 × 10−5 تور أو أقل. في أول عملية ترسيب للرسب، تم إجراء الإخلاء لمدة لا تقل عن 5 ساعات أو حتى يستقر الضغط الأساسي عند القيمة المستهدفة. تم تعريف استقرار الضغط الأساسي بأنه انحراف الضغط ≤5٪ خلال ~10 دقائق. بعد الوصول إلى الضغط الأساسي، تم تثبيت نظام التبريد عند 288 كلفن، وضبط تدفق الآربون على 4 متر مكعب وتم تثبيته (≥3.9 سم مكعب)، وتم الحفاظ على دوران الركيزة عند 10 دورات في الدقيقة. تم تأكيد إعدادات الشبكة المطابقة لكلا السلاحين (التحميل = 50 واط والضبط = 50 واط)، وتم تفعيل المطابقة التلقائية.

تم إجراء الترسيب باستخدام قوة تردد تردد Bi2Te3 ثابتة عند 100 واط وقوة تردد Mn مضبوطة في البداية على 5 واط لحالة مغذية ب Mn الأول. كانت المسافة بين الهدف والركيزة ثابتة عند 55 مم لكل من مدافع Bi2Te3 وMn Sputter. لتسهيل الاشتعال بالبلازما، كان بالإمكان تشغيل مدفع Bi2Te3 عند 70 واط ثم زيادة قدرته بمقدار 5 واط كل 10 ثوان حتى يصل إلى 100 واط. بدأ مؤقت الترسيب فقط بعد أن بقيت قراءة الطاقة Bi2Te3 عند 100 واط لمدة ~30 ثانية وتم تأكيد استقرار البلازما. تم إيداع الأفلام لمدة 30 دقيقة. يتم تلخيص معلمات التقطيع المشترك الرئيسية في الجدول 1. كانت سماكات الفيلم الناتجة 0.886 ميكرومتر (0 واط)، 0.722 ميكرومتر (5 واط)، 1.079 ميكرومتر (10 واط)، و1.195 ميكرومتر (15 واط)، كما تم تحديدها من تحليل المقطع العرضي (الجدول 2). تم تكرار خطوات الترسيب لقدرات Mn RF بقوة 10 و15 واط باستخدام ركائز جديدة مع الحفاظ على قوة Bi2Te3 ، وتدفق Ar، وسرعة الدوران، والضغط الأساسي، ودرجة الحرارة، ووقت الترسيب دون تغيير.

المعلمةبي2تي3 تارجتمن تارجت
القدرة الترددية الراديوية (W)1000, 5, 10, 15
الغاز العاملآرآر
معدل تدفق الغاز (SCCM)44
الضغط الأساسي (تور)5 × 10⁻⁵5 × 10⁻⁵
مسافة الهدف إلى الركيزة (مم)5555
وقت ما قبل التقطع (دقيقة)1515
سرعة دوران الركيزة (rpm)1010
درجة حرارة الترسيب (K)298 ± 1298 ± 1
زمن الترسيب (أدنى حد)3030

الجدول 1: معاملات التشويش المشترك للماجنترون RF المستخدمة في تصنيع أفلام رقيقة Bi2Te3 المشوهة ب Mn.

التعامل مع ما بعد الترسيب
بعد انتهاء فترة الترسب، سمح للنظام بإكمال تسلسل الإيقاف. تم بدء الإيقاف من خلال وحدة تحكم النظام: حيث تم إيقاف خرج التردد الراديوي أولا، ثم تقليل تدفق التيار الكهربائي إلى 0 متر مكعب، بينما ظل نظام التبريد نشطا حتى يتم تهوية الحجرة وعودة مسدسات المضخة إلى درجة حرارة قريبة من المحيط. تم تهوية الحجرة فقط بعد توقف مضخة التوربو الجزيئي (TMP) عن العمل لتجنب تلف المعدات. تم فحص مؤشر حالة TMP للتأكد من توقف المضخة (السرعة = 0) قبل التهوية. تم تهوية الحجرة ببطء باستخدام النيتروجين الجاف عبر صمام التهوية للسماح بمعادلة الضغط تدريجيا وتقليل اضطراب الجسيمات.

تم فتح الحجرة فقط بعد عودة الضغط إلى ضغط جوي تقريبا (≈760 تور) ويمكن تحرير باب الحجرة دون مقاومة. تم ارتداء قناع وقفازات أثناء إزالة العينات لتقليل التلوث والتعرض للجزيئات الدقيقة. تم نقل العينات إلى طبق بتري نظيف وتخزينها في حاوية تخزين مفرغة الهواء. عادة ما يتم إجراء التوصيف خلال 24–72 ساعة بعد الترسب. بعد إزالة العينة، تم ضخ الحجرة بشكل خشن لمدة ~10–15 دقيقة حتى تصل إلى نطاق الضغط الخشن المعتاد المطلوب قبل تشغيل TMP (حوالي 10–1 تور) لتقليل تعرض الهواء والرطوبة المحيط قبل إيقاف بقية أدوات التحكم في النظام.

التوصيف والحسابات الروتينية بعد النمو
تم فحص البنية البلورية بواسطة θ–2θ XRD باستخدام إشعاع Cu Kα (λ = 1.5406 Å) لتأكيد تكوين طور Bi2Te3، والاتجاه المفضل، وفحص الأطوار الثانوية المحتملة بالمقارنة مع مراجع JCPDS/ICDD القياسية24,25. تم جمع المسح بطول 2θ = 5–80° مع حجم خطوة 0.05° وزمن عد 0.5 ثانية لكل خطوة في وضع المسح المستمر، باستخدام أنبوب نحسي يعمل بجهد 40 كيلوفولت و40 مللي أمبير. في المقارنة شبه الكمية، تم تصحيح الأنماط خلفيا باستخدام روتين خط أساس مؤتم تم التحقق بصريا، تلاه بحث تلقائي عن الذروة باستخدام عتبة ثابتة، وبعدها تم استخدام القمم المحددة لمطابقةPDF 26. تم مطابقة أنماط الحيود مع بطاقات Bi2Te3 (PDF 00-015-0863) وبطاقات مرجعية متعلقة ب Mn، بما في ذلك α-Mn (PDF 00-032-0637) و β-Mn (PDF 00-033-0887). تم استخدام نسب المطابقة المبلغ عنها فقط كمؤشرات مقارنة للمساهمة البلورية النسبية لأن الاتجاه المفضل للغشاء الرقيق يمكن أن يتحيز تقديرات الطور القائمة على الشدة.

تم تقدير حجم البلور من الانعكاس السائد Bi2Te3 (015) باستخدام طريقة شيرر27,28. تم تسجيل (015) موقع القمة (2θ) من نمط XRD، وتم الحصول على العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM, β) بواسطة تركيب قمة غاوسي مع تثبيت الخط الأساسي على الخلفية المحلية عبر نافذة ملاءمة محدودة (015)، حيث تم تسجيل β بالدرجات. تم قبول التوافقات عندما تم تقليل البواقي دون انحراف منهجي. تم حساب زاوية براج ك θ = (2θ)/2، وتم تحويل β إلى راديان باستخدام:

figure-protocol-2

ثم تم حساب حجم البلورات باستخدام معادلة شيرر:

figure-protocol-3

حيث K = 0.89، λ = 1.5406 Å، βrad هو FWHM بالراديان، وθ هو زاوية براج للقمة (015)29. تم تحويل القيم D الناتجة من Å إلى نانومتر بقسمتها على 10. تم تقدير الإجهاد الدقيق (ε) من ذروة التوسع باستخدام ما يلي:

figure-protocol-4

حيث β هو FWHM بالراديان و θ هو زاوية براج30. تم حساب كثافة الانزلاقات (δ)، التي تمثل كثافة العيب داخل البلورة، من حجم البلورة باستخدام :

figure-protocol-5

حيث D هو حجم البلورات. في هذا العمل، تم التعبير عن D بالنانومتر، وبالتالي تم الإبلاغ عن δ بوحدة nm−2 31. يتم تلخيص الحسابات الهيكلية التمثيلية، بما في ذلك تحويل β، وحجم البلورات، والإجهاد المجهري، وكثافة الانزلاق، في الجدول التكميلي 1.

تم تقييم البنية المجهرية للسطح بواسطة FESEM التي تم تشغيلها عند 3.0 كيلو فولت باستخدام ظروف تصوير متسقة (تكبير 100.0 كيلو× مجال رؤية = 2.79 ميكرومتر، شريط مقياس = 100 نانومتر) عبر جميع ظروف Mn للمقارنة المباشرة32. تم تركيب العينات على قطع الألمنيوم باستخدام شريط كربوني موصل. لم يتم تطبيق أي طبقة موصلة؛ تم تقليل الشحن باستخدام جهد تسارع منخفض (3.0 كيلوفولت) وظروف تصوير مستقرة. تم تقييم تركيب الفيلم باستخدام EDX الذي تم الحصول عليه مع الكاشف المدمج مع المجهر الإلكتروني33. تم الحصول على أطياف نقاط EDX عند 15.0 كيلو فولت مع مسافة عمل ~8.0–8.2 مم في وضع تحليل النقطة. تم إجراء الاستحواذ باستخدام الإعدادات الافتراضية للجهاز، واستخدم التحليل الكمي مع طرح الخلفية للإبلاغ عن قيم wt.٪ وعند ٪.

تم قياس نقل TE داخل المستوى باستخدام نظام قياس سيبيك/المقاومة. تم تركيب عينات الفيلم الرقيق (~2.0 سم × 1.5 سم) باستخدام محول بلاتين رباعي التلامس (الشكل 3)، وتم قياس معامل سيبك (S) بالنسبة لمعيار Pt تحت تدرج درجة حرارة مطبق تقريبا 25 كلفون34. تم إجراء القياسات خطوة بخطوة من 323 إلى 523 كلفن تحت غلاف غاز هيليوم (~1 جو). تم رفع درجة الحرارة بين نقاط الضبط بمعدل متوسط ~5–6 K·min⁻1، وفي كل نقطة ضبط يسمح للعينة بالتوازن حتى تستقر قراءات S و ρ (عادة ~2–3 دقائق). ثم تم تسجيل ثلاث قراءات متتالية لكل نقطة حرارة بفواصل زمنية 1.5 دقيقة. تم حساب قيمة PF من المقاومة الكهربائية المقاسة S (V/K) والمقاومة الكهربائية ρ (Ω·m)، باستخدام المعادلةالتالية 35:

figure-protocol-6

figure-protocol-7
الشكل 3. تكوين تثبيت الفيلم الرقيق لقياسات التيار الحراري الكهربائي (TE) داخل المستوى باستخدام محول بلاتين رباعي التلامس. صور تمثيلية تظهر ترتيب تثبيت أفلام رقيقة Bi2Te3 المشوهة ب Mn أثناء قياسات معامل سيبيك ومقاومة الكهرباء، بما في ذلك محول البلاتين، ومجسات الترموبرابل، ووسائد الاتصال الكهربائية. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

تعرض النتائج التمثيلية لسلسلة قوة Mn (0، 5، 10، 15 واط)، باستخدام الفيلم غير المبثقل (0 واط) كشرط تحكم للمقارنات الهيكلية والناقلة.

البنية البلورية (XRD)
تؤكد أنماط XRD أن جميع العينات احتفظت بطور Bi2Te3 (JCPDS رقم 15-0863) عبر سلسلة قوة Mn، كما هو موضح في الشكل 4. تشير الانعكاسات السائدة، بما في ذلك اتجاه مفضل قوي (015)، إلى أن بنية بلورة Bi2Te3 تم الحفاظ عليها بعد ا...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

أظهرت هذه الدراسة سير عمل تداخل مع الترددات الراديوية لتعديل سلوك TE للأششية الرقيقة Bi2Te3 من خلال التحكم في مدخلات Mn RF مع الحفاظ على طاقة هدف ثابتة ل Bi2Te3. أكد XRD وجود الطور الثنائي المعين2Te3 (JCPDS رقم 15-0863) مع اتجاه مفضل (015) عبر جميع العينات. التحول المنهجي لانعكاس (015) نحو قيم أعلى 2θ يتوافق مع انكماش الشبكة المرتبط ب Mn وإمكانية دمج Mn ضمن حدود كشف XRD، بينما تدعم التوسع المصاحب للذروة، وزيادة قيمة ε، وزي...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح مالية متنافسة أو تضارب مصالح آخر.

شكر وتقدير

يعبر المؤلفون عن امتنانهم للدعم الذي قدمته جامعة كيبانغسان ماليزيا، بموجب منحة GGPM-2022-069. كما يشكر المؤلفون معهد أبحاث الطاقة الشمسية (SERI)، جامعة كيبانغسان ماليزيا (UKM)، على الدعم الفني والوصول إلى مرافق المختبرات طوال هذه الدراسة. يقر المؤلفون بمركز البحث وإدارة الأجهزة (CRIM) لتوفير مرافق XRD وFESEM–EDX. بالإضافة إلى ذلك، يشكر المؤلفون بصدق جامعة ساينس إسلام ماليزيا (USIM) على وصولها إلى نظام قياس سيبيك/المقاومة المستخدم في معامل سيبيك وقياسات المقاومة الكهربائية. وأخيرا، يعبر المؤلفون عن تقديرهم لجميع الزملاء وأعضاء الطاقم الذين ساهموا في إتمام هذا المشروع بنجاح.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
الأسيتون (≥ 99.5%)ميرك100012مذيب تنظيف الركيزة
رقائق الألمنيومالبوبيبررول86871915بطانة الحجرة وغطاء حامل الركيزة
غاز الأرجون (Ar)غازلينك إندستريال غازز سدي. بره.غير متوفر (مقدمة من الموزع)غاز يعمل يتقطع؛ تدفق 4 SCCM؛ الدرجة 5.0 (99.999٪)
هدف التلوراد المصنوع من البزموت، قطر 50.8 مم، سماكته 4.25 مم، 99.999٪شركة تشانغشا شينكانغ للمواد المتقدمة المحدودةxk-Bi2Te3هدف Bi2Te3؛ القدرة الترددية الترددية الثابتة = 100 واط
الماء منزوع الأيوناتداخليالا يوجدشطف الركائز والتنظيف بالموجات فوق الصوتية
كاشف الطيف الشعاعي السيني المشتت للطاقةمدمجة مع نظام FESEMلا يوجدتحليل تركيب الأغشية الرقيقة
مجهر إلكتروني ماسح الانبعاث الحقليكارل زايسSUPRA 55VPتصوير البنية السطحية المجهرية
ركائز زجاجية، زجاج صودا-جير، بسماكة 1.1 ممميويدB105-2002الركيزة لترسيب الأغشية الرقيقة
صفيحة ساخنةإيكاسي-ماج HS 7تجفيف الركيزة عند 393 كلفن
كحول الأيزوبروبيل (&ge؛ 99.8%)ميرك109634مذيب تنظيف الركيزة
منظف المختبرميرك107553تنظيف الركيزة الأولي
وحدة تدوير المبردفيشر ساينتيفك250LCUدوران التبريد لبنادق المضي
الميثانول (≥ 99.9%)ميرك106009مذيب تنظيف الركيزة
هدف التشويش المنغنيزي، قطر 50.8 مم، سمك 5.08 مم، 99.999٪شركة هونان بويو للتكنولوجيا، المحدودة.لا يوجدهدف الهدف؛ تراوحت قدرة الترددات الراديوية من 0 إلى 15 واط
المقياس المتعددRS PROEN61010-1 CATIIIالتحقق من العزل الكهربائي
غاز النيتروجين (N2)غازلينك إندستريال غازز سدي. بره.غير متوفر (مقدمة من الموزع)تجفيف الركيزة بعد التنظيف؛ الدرجة 4.0 (99.99٪)
غطاء صحن بتيريميرك41121812حماية نافذة الرؤية في الحجرة؛ حوالي 94 مم قطر وزراعة؛ ارتفاع 16 مم
نظام التلقطيع بالراديو الراديوي المجنطرونمصممة خصيصالا يوجدالتقطع المشترك بين أفلام Bi2Te3 وأفلام Mn thin
نظام قياس سيبيك/المقاومة مع محول بلاتينلينسيسLSR-3 (LSR L31)معامل سيبيك وقياسات المقاومة الكهربائية
الملقطفيشر ساينتيفك10-316Bالتعامل مع الركائز النظيفة
حمام الموجات فوق الصوتيةإلماإلماسونيك S30Hتنظيف المذيبات للميثانول، والأسيتون، وكحول الأيزوبروبيل، وماء DI
UV– منظف الأوزونتقنيات نوفاسكانPSDP-UV4معالجة سطح الركيزة
حاوية تخزين مفرغةشركة واحدةVMتخزين العينات بعد الترسيب
مقياس القلم العلميبروكرديكتاك إكس تيقياس سمك الأغشية الرقيقة
مقياس الحيود بالأشعة السينيةبروكرD8 أدفانسθ – 2θ مسح XRD باستخدام Cu K&alpha؛ الإشعاع
ديفراك. النشاط خارج المركبةبروكرديفراك. الإصدار 8 من EVAملاءمة القمة، تحليل الحيود، ورسم الرسوم البيانية
الأصلمختبر أوريجنأوريجن برو (64-بت)ملاءمة الذروة ورسم الرسوم البيانية

المراجع

  1. Zhao T, et al. Prediction of higher thermoelectric performance in BiOCuSe by weakening electron-polar optical phonon scattering. J Mater Chem A. 2020;8(47):25245-25254.
  2. Ben-Nana M, Abbassi A, Elhadadi B. Rb₂XCl₆ (X = Zr, Te, Pt): promising materials for high-temperature thermoelectric power generation. In: 2025 International Conference on Circuit, Systems and Communication (ICCSC). IEEE; 2025:1-7.
  3. Hu K, Han J, Xu B, Lin Y-H. Thermoelectric power factor of doped Bi₂O₂Se: a computational study. Phys Chem Chem Phys. 2020;22:27096-27104.
  4. Li S, et al. High thermoelectric power factor in Ni-Fe alloy for active cooling applications. Mater Horiz. 2025;12:6956-6966.
  5. Sun Y, et al. Strategies to improve the thermoelectric figure of merit in thermoelectric functional materials. Front Chem. 2022;10:865281.
  6. Hu B, et al. Advances in flexible thermoelectric materials and devices fabricated by magnetron sputtering. Small Sci. 2025;5:2300061.
  7. Gong T, et al. Ultrahigh power factor of sputtered nanocrystalline n-type Bi₂Te₃ thin film via vacancy defect modulation and Ti additives. Adv Sci. 2024;11:2403845.
  8. Wang R, et al. Optimization of thermoelectric property of n-type Mg₃Sb₂ near room temperature via Mn and Se co-doping. Adv Sustain Syst. 2023;7(11):2300234.
  9. Kumar A, et al. Thermoelectric properties of GaN with carrier concentration modulation: an experimental and theoretical investigation. Phys. Chem. Chem. Phys. 2021;23(2):1601-1609.
  10. Musah J, et al. Ultralow thermal conductivity in dual-doped n-type Bi₂Te₃ material for enhanced thermoelectric properties. Adv Electron Mater. 2021;7(2):2000910.
  11. Jang H, et al. Comparative study of thermoelectric properties of Sb₂Si₂Te₆ and Bi₂Si₂Te₆. ACS Appl Mater Interfaces. 2022;14:1270-1279.
  12. Ye W, Du P, Xiao S, Li M. Effect of annealing temperature on properties of WS₂ thin films. Surf Eng. 2022;38:411-416.
  13. Singh A, Kamboj VS, Barnes CHW, Hesjedal T. Magnetotransport measurements in overdoped Mn:Bi₂Te₃ thin films. Crystals (Basel). 2025;15:557.
  14. Gadhavajhala SSS, et al. Magnetic frameworks and non-magnetic dopants: a novel strategy for enhancing thermoelectric efficiency in manganese telluride-mechanistic insights into charge carrier dynamics and phonon transport. Small. 2025;21(25):2411481.
  15. Wei M, et al. Directional thermal diffusion realizing inorganic Sb₂Te₃/Te hybrid thin films with high thermoelectric performance and flexibility. Adv Funct Mater. 2022;32(45):2207903.
  16. Chen X, et al. Flame doping of indium ions into TiO₂ nanorod arrays for enhanced photochemical water oxidation. Dalton Trans. 2023;52:14747-14751.
  17. Zhao Y, Ding W, Xiao Y, Yang P. Manipulating the optoelectronic characteristic of AZO films by magnetron sputtering power. Vacuum. 2023;210:111849.
  18. Kander NS, et al. The role of Mn in Bi2-xMnxTe3 topological insulator: structural, compositional, magnetic, and weak anti-localization property analysis. J Mater Sci Mater Electron. 2023;34:1198.
  19. Kavita, Gupta V, Ranjeet. Structural and morphological properties of nanostructured Bi₂Te₃ with Mn-doping for thermoelectric applications. Mater Today Proc. 2022;54:820-826.
  20. Bibby J, et al. Synthesis of nanocrystalline Mn-doped Bi₂Te₃ thin films via magnetron sputtering. Crystals (Basel). 2025;15:54.
  21. Tang X, et al. A comprehensive review on Bi₂Te₃-based thin films: thermoelectrics and beyond. Interdiscip Mater. 2022;1:88-115.
  22. Islam R, et al. Modulating Mn-doped NiO nanoparticles: structural, optical, and electrical property tailoring for enhanced hole transport layers. Nanoscale Adv. 2025;7:133-143.
  23. Ahmad Musri N, et al. Fabrication of Bi₂Te₃ and Sb₂Te₃ thermoelectric thin films using radio frequency magnetron sputtering technique. J Vis Exp. 2024;(207):e66248.
  24. Adam AM, et al. Optical properties of thin Bi₂Te₃ films synthesized by different techniques. Superlattices Microstruct. 2021;155:106909.
  25. Ali Z, Dawood AL-Niaimi A. Structural and electrical characterizations of new synthesized PVA/PoPDA-rGO-ZnO nanocomposite. Egypt J Chem. 2021;65(4):761-770.
  26. Kabekkodu SN, Dosen A, Blanton TN. PDF-5+: a comprehensive Powder Diffraction File for materials characterization. Powder Diffr. 2024;39:47-59.
  27. Kawsar Md, et al. Synthesis of nano-crystallite hydroxyapatites in different media and a comparative study for estimation of crystallite size using Scherrer method, Halder-Wagner method size-strain plot, and Williamson-Hall model. Heliyon. 2024;10:e25347.
  28. Fatimah S, Ragadhita R, Husaeni DF Al, Nandiyanto ABD. How to calculate crystallite size from X-ray diffraction using Scherrer method. ASEAN J Sci Eng. 2021;2:65-76.
  29. Mongkolsuttirat K, Buajarern J. Uncertainty evaluation of crystallite size measurements of nanoparticle using X-ray diffraction analysis. J Phys Conf Ser. 2021;1719:012054.
  30. Ateia EE, et al. A comparative approach for estimating microstructural characteristics of BaTi1-xZrxO₃ (0.0 ≤ x ≤ 0.3) nanoparticles via X-ray diffraction patterns. J Solgel Sci Technol. 2024;110:887-899.
  31. Abdul-Jabbar SS, Harbi KH. A study of the relationship between the two types of crystallite dislocation density and the particle size of barium oxide (BaO) nanoparticle. Ibn Al-Haitham J Pure Appl Sci. 2024;37:193-202.
  32. Ahmad M, Agarwal K, Mehta BR. An anomalously high Seebeck coefficient and power factor in ultrathin Bi₂Te₃ film: spin-orbit interaction. J Appl Phys. 2020;128(3):035108.
  33. Lou L, et al. Tunable electrical conductivity and simultaneously enhanced thermoelectric and mechanical properties in n-type Bi₂Te₃. Adv Sci. 2022;9(27):2203250.
  34. Wang Y, et al. Enhancement of NIR-II emission of Er3⁺ by doping Fe3⁺ in double perovskites: multimode luminescence for versatile optoelectronic applications. Angew Chem Int Ed. 2025;137(4):e202416021.
  35. Isram M, et al. Impact of Mg doping on structural, morphological and thermoelectric properties of SnO₂ nanoparticles: a combined experimental-theoretical investigation. Molecules. 2025;30:4135.
  36. Korkmaz L, et al. Insights into the structural, microstructural and thermoelectric properties of Ce/Cr co-doped CaMnO₃ manganites. J Mater Sci Mater Electron. 2025;36:1004.
  37. Saleh A. Improvement of the optical properties of Zn-doped MnO nanocomposites thin films. Passer J Basic Appl Sci. 2023;5:348-355.
  38. Arif D, et al. Influence of defects on the enhancement of thermoelectric properties in Sn-doped ZnO nanostructure synthesized via hydrothermal route. Front Chem. 2025;13:1598509.
  39. Rana VS, Rajput JK, Pathak TK, Pal PK, Purohit LP. Impact of RF sputtering power on AZO thin films for flexible electro-optical applications. Cryst Res Technol. 2021;56(4):2000144.
  40. Lanchero ÁP, et al. Impact of Mn/Co substitution on magnetoelectric and structural properties of ZnO nanostructures thin films. Heliyon. 2025;11:e42337.
  41. Othman NA, et al. Effects of radio-frequency power on structural properties and morphology of AlGaN thin film prepared by co-sputtering technique. ELEKTRIKA. 2021;20:14-18.
  42. Vadakepurathu F, Rana M. Electrical, optical and thermal properties of Ge-Si-Sn-O thin films. Materials. 2024;17:3318.
  43. Kim H-M, et al. Atomic layer deposition for nanoscale oxide semiconductor thin film transistors: review and outlook. Int J Extrem Manuf. 2023;5:012006.
  44. Hadia NMA, et al. Structural, optical and electrical properties of Bi2-xMnxTe3 thin films. J Mater Sci Mater Electron. 2022;33:158-166.
  45. Wu H, et al. Improved thermoelectric and mechanical performance of Sb₂Te₃-based materials toward the segmented operation. Mater Today Energy. 2022;27:101045.
  46. Wang R, et al. Optimization of thermoelectric property of n-type Mg₃Sb₂ near room temperature via Mn and Se co-doping. Adv Sustain Syst. 2023;7(11):2300234.
  47. Hegde GS, Prabhu AN, Rao A, Chattopadhyay MK. Enhancement in thermoelectric figure of merit of bismuth telluride system due to tin and selenium co-doping. Mater Sci Semicond Process. 2021;127:105645.
  48. Osmic E, Barzola-Quiquia J, Winnerl S, Böhlmann W, Häussler P. Thermopower and resistivity of the topological insulator Bi₂Te₃ in the amorphous and crystalline phase. J Phys Condens Matter. 2024;36:355001.
  49. Singha P, et al. Enhancement of electron mobility and thermoelectric power factor of cobalt-doped n-type Bi₂Te₃. Int J Energy Res. 2022;46:17029-17042.
  50. Sitnicka J, et al. Systemic consequences of disorder in magnetically self-organized topological MnBi₂Te₄/(Bi₂Te₃)n superlattices. 2D Mater. 2022;9:015026.
  51. Jiang Y, et al. Evolution of defect structures leading to high ZT in GeTe-based thermoelectric materials. Nat Commun. 2022;13:6087.
  52. Chen X, et al. Excellent thermoelectric performance of boron-doped n-type Mg₃Sb₂-based materials via the manipulation of grain boundary scattering and control of Mg content. Sci China Mater. 2021;64:1761-1769.
  53. Bugalia A, Gupta V, Pandey A. Improvement in thermoelectric properties of Zn-Mn co-doped nanostructured SnTe through band engineering and chemical bond softening. J Phys D Appl Phys. 2024;57:195502.
  54. Zhou M, et al. Enhancement of thermoelectric performance for InTe by selective substitution and grain size modulation. Crystals (Basel). 2023;13:601.
  55. Durán I, et al. High conductivity and thermoelectric power factor in p-type MoS₂ nanosheets. ACS Appl Energy Mater. 2025;8:3500-3508.
  56. Bourgès C, et al. Investigation of Mn single and co-doping in thermoelectric CoSb₃-skutterudite: a way toward a beneficial composite effect. ACS Appl Energy Mater. 2023;6:9646-9656.
  57. Nguyen TAK, et al. Effects of RF magnetron sputtering power on the mechanical behavior of Zr-Cu-based metallic glass thin films. Nanomaterials. 2023;13:2677.
  58. Wang G, et al. Boosting thermoelectric performance of Bi₂Te₃ material by microstructure engineering. Adv Sci. 2024;11(6):2308056.
  59. Chaiwas S, et al. Enhanced thermoelectric power factor of magnetron co-sputtered Pd-added Bi₂Te₃ thin films. Vacuum. 2024;230:113696.
  60. Jha R, et al. High thermoelectric performance of p-type Fe₂V₀.₈Mn₀.₂Al Heusler alloy thin films grown on insulating oxide substrates. Sci Technol Adv Mater. 2025;26(1):2512705.
  61. Abinaya C, et al. The effect of post-deposition annealing conditions on structural and thermoelectric properties of sputtered copper oxide films. RSC Adv. 2020;10:29394-29401.
  62. Tao X, et al. Exceptional performance of room-temperature sputtered flexible thermoelectric thin film using high target utilisation sputtering technique. Adv Mater Technol. 2024;9(6):2301958.
  63. Dolabella S, Borzì A, Dommann A, Neels A. Lattice strain and defects analysis in nanostructured semiconductor materials and devices by high-resolution X-ray diffraction: theoretical and practical aspects. Small Methods. 2022;6(2):2100932.
  64. Dores BS, Maciel MJ, Correia JH, Vieira EMF. Toward enhancing the thermoelectric properties of Bi₂Te₃ and Sb₂Te₃ alloys by co-evaporation of Bi₂Te₃:Bi and Sb₂Te₃:Te. Nanomaterials. 2025;15:299.
  65. Morgan KA, Zeimpekis I, Feng Z, Hewak D. Enhancing thermoelectric properties of bismuth telluride and germanium telluride thin films for wearable energy harvesting. Thin Solid Films. 2022;741:139015.
  66. Helt A, et al. MgCuSb as a suitable electrode for contacting pre-compacted pellets of MgAgSb thermoelectric material. Sci Technol Adv Mater. 2025;26(1):2506982.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

تحسين الخصائص الحرارية الكهربائية للأفلام الرقيقة Bi2Te3 بواسطة التلقطيع المشترك بالمنغنيز
اتصل بنا
أوصِ بها للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.