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<table><tbody><tr><td>Aceton (&ge; 99.5%)</td><td>Merck</td><td>100012</td><td>Substratreinigungslösungsmittel</td></tr><tr><td>Alufolie</td><td>Pospaperroll</td><td>86871915</td><td>Kammerauskleidung und Substrathalterabdeckung</td></tr><tr><td>Argongas (Ar)</td><td>Gaslink Industrial Gases Sdn. Bhd.</td><td>N/A (geliefert vom Distributor)</td><td>Stotterndes Arbeitsgas; 4 SCCM-Fluss; Klasse 5,0 (99,999 %)</td></tr><tr><td>Bismut-Tellurid-Sputterziel, 50,8 mm Durchmesser, 4,25 mm Dicke, 99,999 %</td><td>Changsha Xinkang Advanced Materials Co., Ltd.</td><td>xk-Bi2Te3</td><td>Bi2Te3 Ziel; feste HF-Leistung = 100 W</td></tr><tr><td>Deionisiertes Wasser</td><td>Intern</td><td>N/A</td><td>Substratspülung und Ultraschallreinigung</td></tr><tr><td>Energiedispersiver Röntgenspektroskopie-Detektor</td><td>Integration mit dem FESEM-System</td><td>N/A</td><td>Dünnschicht-Kompositionsanalyse</td></tr><tr><td>Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop</td><td>Carl Zeiss</td><td>SUPRA 55VP</td><td>Oberflächenmikrostruktur-Bildgebung</td></tr><tr><td>Glassubstrate, Soda-Kalkglas, 1,1 mm Dicke</td><td>Mevid</td><td>B105-2002</td><td>Substrat für Dünnschichtabscheidung</td></tr><tr><td>Heizplatte</td><td>IKA</td><td>C-MAG HS 7</td><td>Substrat trocknet bei 393 K</td></tr><tr><td>Isopropylalkohol (&ge; 99.8%)</td><td>Merck</td><td>109634</td><td>Substratreinigungslösungsmittel</td></tr><tr><td>Laborwaschmittel</td><td>Merck</td><td>107553</td><td>Erste Substratreinigung</td></tr><tr><td>Kühlmittel-Zirkulationseinheit</td><td>Fisher Scientific</td><td>250LCU</td><td>Kühlzirkulation für Sputterpistolen</td></tr><tr><td>Methanol (&ge; 99.9%)</td><td>Merck</td><td>106009</td><td>Substratreinigungslösungsmittel</td></tr><tr><td>Mangan-Sputter-Ziel, 50,8 mm Durchmesser, 5,08 mm Dicke, 99,999 %</td><td>Hunan Boyu Technology Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>Mn-Ziel; Die HF-Leistung variierte von 0 bis 15 W</td></tr><tr><td>Multimeter</td><td>RS PRO</td><td>EN61010-1 CATIII</td><td>Verifikation der elektrischen Isolierung</td></tr><tr><td>Stickstoffgas (N2)</td><td>Gaslink Industrial Gases Sdn. Bhd.</td><td>N/A (geliefert vom Distributor)</td><td>Trocknung des Substrats nach der Reinigung; Klasse 4,0 (99,99 %)</td></tr><tr><td>Petrischalendeckel</td><td>Merck</td><td>41121812</td><td>Fensterschutz der Kammer; etwa 94 mm Durchmesser & Mal; 16 mm Höhe</td></tr><tr><td>HF-Magnetron-Sputtersystem</td><td>Maßgefertigt</td><td>N/A</td><td>Ko-Sputtern von Bi2Te3 und Mn Dünnschichten</td></tr><tr><td>Seebeck-/Widerstandsmesssystem mit Platinadapter</td><td>Linseis</td><td>LSR-3 (LSR L31)</td><td>Seebeck-Koeffizienten- und elektrische Widerstandsmessungen</td></tr><tr><td>Pinzette</td><td>Fisher Scientific</td><td>10-316B</td><td>Umgang mit gereinigten Substraten</td></tr><tr><td>Ultraschallbad</td><td>Elma</td><td>ElmaSonic S30H</td><td>Lösungsmittelreinigung für Methanol, Aceton, Isopropylalkohol und DI-Wasser</td></tr><tr><td>UV&ndash; Ozonreiniger</td><td>Novascan Technologien</td><td>PSDP-UV4</td><td>Substratoberflächenbehandlung</td></tr><tr><td>Vakuumspeicherbehälter</td><td>ALS EINE GESELLSCHAFT</td><td>VM</td><td>Probenlagerung nach der Ablagerung</td></tr><tr><td>Stylus-Profilometer</td><td>Bruker</td><td>DektakXT</td><td>Dünnschichtdickenmessung</td></tr><tr><td>Röntgendiffraktometer</td><td>Bruker</td><td>D8-VORMARSCH</td><td>&Theta; &ndash; 2&Theta; XRD-Scans mit Cu K & Alpha; Strahlung</td></tr><tr><td>DIFFRAC. EVA</td><td>Bruker</td><td>DIFFRAC. EVA Version 8</td><td>Peak-Fitting, Beugungsanalyse und Diagrammzeichnung</td></tr><tr><td>Ursprung</td><td>OriginLab</td><td>OriginPro (64-Bit)</td><td>Peak-Fitting und Graph-Plotting</td></tr></tbody></table>

verbesserung der thermoelektrischen eigenschaften von bi2te3 dünnschichten durch mangan-co-sputtering

Improving Thermoelectric Properties of Bi2Te3 Thin Films By Manganese Co-Sputtering

Verbesserung der thermoelektrischen Eigenschaften von Bi2Te3 Dünnschichten durch Mangan-Co-Sputtering

Bi2Te3 remains a benchmark n-type thermoelectric (TE) material for low-temperature energy conversion, but its small band gap can reduce efficiency because ...

Meine Forschung untersucht die Veränderung der thermoelektrischen Leistung des durch kontrolliertes Co-Sputtern hergestellten mangan-dotierten Wismuttellurid-Dünnschichtfilms. Bestehende Methoden konnten den Einfluss der Mangandotierung auf den Wismuttellurid-Dünnschichtfilm nicht ausreichend untersuchen. Daher schließt dieses Protokoll diese Lücke durch eine systematische Untersuchung.Nachdem die vorbereiteten und gereinigten Substrate aus Natronkalkglas auf dem rotierenden Substrathalter platziert wurden, schließen Sie die Kammertür und starten Sie das Evakuieren. Üben Sie zu Beginn einen leichten Druck um die Kammertür aus, um eine ordnungsgemäße Abdichtung sicherzustellen, und bestätigen Sie den Druckabfall an der Anzeige. Setzen Sie das Evakuieren fort, bis der Druck in der Kammer weniger als oder gleich fünf mal zehn hoch minus drei Torr beträgt.Schalten Sie das Kühlsystem ein und stellen Sie die Temperatur auf 288 Kelvin ein, um vor der Plasmaignition einen kontinuierlichen Durchfluss von rückgeführtem deionisiertem Wasser durch beide Sputterquellen sicherzustellen. Führen Sie hochreines Argongas zu und lassen Sie es etwa zwei bis fünf Minuten lang stabilisieren, oder bis es konstant bei größer als oder gleich 3,9 normale Kubikzentimeter pro Minute verbleibt. Stellen Sie die Substratrotation auf 10 U/min in einer einzigen festen Richtung ein und halten Sie die kontinuierliche Rotation während der Vorsputterung und Abscheidung aufrecht.Schalten Sie die Hochfrequenz-Stromversorgung und den Anpassungsnetzwerk-Controller ein. Stellen Sie die Einstellungen des Anpassungsnetzwerks für beide Hochfrequenzquellen mithilfe der Minimum- oder Maximum-Funktion so ein, bis der Lastwert und der Abstimmwert 50 Watt erreichen. Schalten Sie den Controller-Modus von manuell auf automatische Anpassung um.Stellen Sie die Hochfrequenzleistung auf der Wismut-Tellurid-Pistole auf 50 Watt und auf der Mangan-Pistole auf 10 Watt vor der Plasmaentzündung ein. Minimieren Sie die reflektierte Leistung vor der Plasmaentzündung, sodass sie bei oder unter fünf Watt bleibt. Zünden Sie das Plasma für beide Pistolen und bestätigen Sie ein stabiles Plasma, indem Sie einen gleichmäßigen Glanz beobachten, der ungefähr ein bis zwei Minuten lang ohne sichtbares Flackern oder plötzliche Druckspitzen aufrechterhalten wird.Nachdem an beiden Kathoden ein stabiles Plasma erreicht wurde, beide Targets 15 Minuten vorbesputtern, um Oberflächenkontaminationen und native Oxide zu entfernen, nachdem das stabile Plasma erreicht ist. Die Testsubstrate nach dem Vorbesputtern entfernen. Vor dem Einbringen der Substrate für den Abscheidelauf, Staub aus dem Kammerinneren und dem Probenhalterbereich mit einem sauberen Gummibalg entfernen.Schützen Sie das Sichtfenster mit einem sauberen Petrischalen-Deckel für die Plasmabeobachtung. Überprüfen Sie die Targets, um sicherzustellen, dass sie richtig eingesetzt, zentriert und in gutem Zustand sind. Stellen Sie sicher, dass jedes Target fest geklemmt und korrekt innerhalb der Zerstäubungspistole zentriert ist.Platzieren Sie die gereinigten Substrate symmetrisch im äußeren Bereich des rotierenden Halterungsblocks in einem Abstand von etwa 5 bis 10 Millimetern vom Zentrum des Halterungsblocks. Richten Sie die längere Seite jedes Substrats parallel zur Kante des Halterungsblocks aus. Stellen Sie den Abstand zwischen Ziel und Substrat für beide Zerstäubungspistolen auf 55 Millimeter ein.Pumpen Sie die Kammer aus und setzen Sie die Evakuierung für mindestens fünf Stunden fort, oder bis der Basisdruck den Zielwert erreicht hat. Bestätigen Sie die Stabilität des Basisdrucks, wenn die Drift des Drucks über einen Zeitraum von etwa 10 Minuten weniger als oder gleich 5 % beträgt und der Basisdruck fünf mal 10 hoch minus fünf Torr oder niedriger erreicht. Stabilisieren Sie das Kühlsystem bei 288 Kelvin, nachdem der Basisdruck erreicht wurde.Stellen Sie den Argonfluss auf vier Standardkubikzentimeter pro Minute ein und lassen Sie ihn sich stabilisieren. Halten Sie die Substratrotation bei 10 U/min aufrecht. Überprüfen Sie die Abstimmnetzwerkeinstellungen für beide Pistolen und aktivieren Sie die automatische Abstimmung am Controller.Starten Sie die Bismut-Tellurid-Pistole mit 70 Watt, um die Plasmaignition zu erleichtern. Erhöhen Sie die Leistung alle 10 Sekunden um fünf Watt, bis 100 Watt erreicht sind. Beginnen Sie die Abscheidungszeitmessung erst, nachdem die Leistungsanzeige des Bismut-Tellurids etwa 30 Sekunden lang bei 100 Watt verharrt und die Plasma-Stabilität bestätigt wurde.Tragen Sie die Filme 30 Minuten lang auf, wobei während des Abscheidungsprozesses stabile Plasma­bedingungen aufrechterhalten werden müssen. Wiederholen Sie die Abscheidungsschritte unter Verwendung der gleichen Parameter für Mangan bei Hochfrequenzleistungen von 10 Watt und 15 Watt, jeweils an frischen Substraten. Leiten Sie die Herunterfahrt über die Systemsteuerung ein, indem Sie zunächst die Hochfrequenz­ausgabe abschalten.Verringern Sie den Argonfluss auf 10 bis 11 normale Kubikzentimeter pro Minute, während das Kühlsystem aktiv bleibt, bis die Kammer entlüftet wird und die Sputterquellen nahezu auf Umgebungstemperatur zurückgekehrt sind. Stellen Sie sicher, dass die Turbomolekularpumpe vollständig zum Stillstand gekommen ist und die Drehzahlanzeige null beträgt, bevor die Kammer entlüftet wird. Entlüften Sie die Kammer langsam über das Entlüftungsventil mit trockenem Stickstoff, um einen schrittweisen Druckausgleich zu ermöglichen und Partikelverwirbelungen zu minimieren.Öffnen Sie die Kammer erst, nachdem der Druck wieder etwa dem atmosphärischen Druck bei ungefähr 760 Torr entspricht und sich die Kammertür ohne Widerstand öffnen lässt. Tragen Sie während der Probenentnahme eine Maske und Handschuhe, um Kontamination und Exposition gegenüber feinen Partikeln zu verringern. Entfernen Sie die abgeschiedenen Proben aus der Kammer.Überführen Sie die Proben in eine saubere Petrischale. Lagern Sie die Proben in einem Vakuumlagerbehälter und führen Sie die Charakterisierung innerhalb von 24 bis 72 Stunden nach der Abscheidung durch. Nach der Probennahme pumpen Sie die Kammer grob für 10 bis 15 Minuten, um den erforderlichen Vor-Vakuumpumpdruck zu erreichen, wodurch die Exposition gegenüber Umgebungsluft und Feuchtigkeit minimiert wird.Röntgenbeugungsmuster bestätigen, dass alle Proben die rhomboedrische Wismut-Tellurid-Phase über die gesamte Manganleistungsreihe hinweg beibehalten. Die dominante Beugungsspitze verschob sich mit zunehmender Manganzufuhr zu höheren Werten des zweifachen Beugungswinkels. Die Kristallitgröße nahm allgemein von 14,23 Nanometern bei null Watt auf 8,35 Nanometer bei 15 Watt ab, was mit einer verminderten Größe kohärenter Bereiche und einer erhöhten Mikroverformung bei höherer Manganleistung übereinstimmt.REM-Aufnahmen der Feldemission zeigten deutliche Veränderungen der Film-Mikrostruktur mit zunehmender Mangan-Dotierung. Der Kontrollfilm bei null Watt wies größere polygonale Kristallite mit ausgeprägten Korngrenzen auf, während der mit Mangan dotierte Film bei fünf Watt eine dichtere Oberfläche mit feineren Kristalliten aufwies. Die bei 10 und 15 Watt Manganleistung abgeschiedenen Filme erschienen dichter und wiesen weniger Zwischenkorn-Poren auf als die Proben bei null und fünf Watt.Die Analyse der elementaren Zusammensetzung bestätigte, dass die Einlagerung von Mangan mit steigender Mangan-Zielleistung zunahm. Alle Schichten wiesen einen negativen Seebeck-Koeffizienten auf, was das n-Typ-Leitungsverhalten bestätigte, und die Beträge des Seebeck-Koeffizienten stiegen im Allgemeinen mit der Temperatur für alle Proben an. Der höchste Betrag des Seebeck-Koeffizienten wurde für die 15-Watt-Schicht beobachtet und erreichte minus 162,08 Mikrovolt pro Kelvin bei 523 Kelvins.Alle Filme zeigten halbleitende Transporteigenschaften, bei denen die Resistivität mit steigender Temperatur abnahm. Der maximale Leistungsfaktor wurde für den Fünf-Watt-Film erreicht und betrug etwa 529,33 Mikrowatt pro Meter pro Kelvin zum Quadrat bei 523 Kelvin. Obwohl der 15-Watt-Film den höchsten Betrag des Seebeck-Koeffizienten aufwies, verringerte die erhöhte Resistivität den Leistungsfaktor auf 300,59 Mikrowatt pro Meter pro Kelvin zum Quadrat.Mithilfe dieses Protokolls konnte der Forscher Mangan dotiert auf dem Wismuttellurid-Film gleichzeitig aufgedampft werden und bewerten, wie sich die Änderung des Dotierungsgrads auf die thermoelektrische Leistung auswirkt. Die zentrale Herausforderung dieses Protokolls besteht darin, das stabile Plasma sowie die Sputterbedingungen aufrechtzuerhalten, um Mechanismen zuverlässig und konsistent einzubauen. Zukünftige Untersuchungen können darauf aufbauen, indem die thermoelektrischen Eigenschaften optimiert, Nachbehandlungen nach der Synthese durchgeführt und ein dünner thermoelektrischer Generator für Tests auf Bauelementebene entwickelt wird.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Durch die Sulfurization der bereits hinterlegten Übergangsmetalle können großflächige und vertikale 2D Hetero-Kristallstrukturen hergestellt werden. Die Übertragung von Film und Gerät Herstellung Verfahren sind auch in diesem Bericht gezeigt.

Herstellung von großflächigen vertikale 2D Crystal Hetero-Strukturen durch Sulfurization Übergangsmetall Filme für Gerät Herstellung

Hier präsentieren wir Ihnen ein Protokoll zur LSMO Nanopartikeln wachsen und (Gd) BCO Filme auf (001) SrTiO3 (STO)-Einkristall Substrate durch Radiofrequenz (RF)-Sputtern.

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Hier präsentieren wir Ihnen detaillierte Protokolle für Lösung verarbeitet Silber-Wismut-Jod (Ag-Bi-I) ternärer Halbleiter Dünnschichten auf TiO2hergestellt-beschichtet, transparenten Elektroden und ihre mögliche Anwendung als Luft-stabil und bleifrei Optoelektronische Geräte.

Lösung verarbeitet "Silber-Wismut-Jod" ternäre Dünnschichten für bleifrei-Photovoltaik-Absorber

Diese Arbeit beschreibt den kompletten Herstellungsprozess von dünnabsorbierten Cadmiumselselentellurid/Cadmiumtellurid-Photovoltaikgeräten für eine höhere Effizienz. Das Verfahren nutzt ein automatisiertes Inline-Vakuumsystem zur Nahraumsublimationsablagerung, das skalierbar ist, von der Fertigung von kleinräumigen Forschungsgeräten bis hin zu großflächigen Modulen.

Nahraumsublimations-Deposited Ultra-Thin CdSeTe/CdTe Solar cells für verbesserte Kurzschlussstromdichte und Photolumineszenz

Das Manuskript beschreibt ein Protokoll für das Hochfrequenz-Magnetron-Sputtern von thermoelektrischen Bi2Te3 - und Sb2Te3-Dünnschichten auf Glassubstraten, das eine zuverlässige Abscheidungsmethode darstellt, die ein breites Anwendungsspektrum mit dem Potenzial für eine weitere Entwicklung bietet.

Herstellung von thermoelektrischen Bi2Te3- und Sb2Te 3-Dünnschichten unter Verwendung der Hochfrequenz-Magnetron-Sputtertechnik

In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll zur Synthese von zwei für die Thermoelektrik geeigneten Metallchalkogeniden (Cu1,8S und SnSe) über eine ultraschnelle (zweite Range), lösungsmittelfreie und einstufige mechanochemische Synthese unter Verwendung elementarer Vorläufer vor. Gleichzeitig demonstrieren wir die Überwachung der Temperatur im Gefäß während der Planetenkugelvermahlung in situ durch das neu entwickelte Gerät.

Demonstration der Einfachheit und In-situ-Temperaturüberwachung der mechanochemischen Synthese von Metallchalkogeniden, die für die Thermoelektrik geeignet sind

Wir beschreiben eine nanomoulding Technik, die Low-Cost-nanoskalige Strukturierung funktionaler Materialien, Materialien Stacks und voller Geräten ermöglicht. Nanomoulding kann auf jedem Nanoimprinting Setup durchgeführt werden und kann auf eine Vielzahl von Materialien und Abscheidungsverfahren aufgebracht werden.

Nanomoulding von Functional Materials, ein vielseitiges Complementary Pattern Replication Methode zur Nanoimprinting

Dieser Bericht beschreibt die Verwendung eines speziell angefertigten Systems Aerosolabscheidung von dicken Filmen aus Yttrium-Eisen-Granat auf Saphir-Substraten bei Raumtemperatur durchzuführen. Die abgeschiedenen Filme werden unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie, Profilometrie und ferromagnetische Resonanz, eine repräsentative Übersicht über die Funktionen der Technik zu geben ist.

Bildung starker dichter Yttriumeisengranat Films Mit Aerosol Deposition

Wir haben eine Methode zur direkten Synthese von ZnO-Dünnschichten mit hoher c-Achse (0002) durch plasmaverstärkte chemische Gasphasenabscheidung angeboten. Die as-synthetisierte ZnO-Dünnschicht in Kombination mit einer Pt-Interdigitalelektrode wurde als Sensorschicht für ultraviolette Photodetektoren verwendet und zeigte eine hohe Leistung durch eine Kombination aus guter Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit.

Synthese und Charakterisierung von Hoch c-Achsen-ZnO-Dünnfilm durch Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition-System und seine UV-Photodetektor Anwendungs

Die Technik der diffusiven Gradienten in dünnen Filmen (DGT) zur Speziation von Plutonium Studien vorgeschlagen. Dieses Protokoll beschreibt Diffusionsexperimente Sondieren des Verhaltens von Pu (IV) und Pu (V) in Gegenwart von organischen Stoffen. Dgts in einer Karstquelle im Einsatz ermöglichen Einschätzung der Bioverfügbarkeit von Pu.

Speziation und Bioverfügbarkeit Messungen der Umwelt Plutonium Mit Diffusion in dünnen Schichten

Universiti Kebangsaan Malaysia.  Ein Radiofrequenz-Co-Sputter-Protokoll wurde entwickelt, um mangandotierte Bi2Te 3-Dünnschichten herzustellen und zu bewerten, wie Manganeingang strukturelle und thermoelektrische Transporteigenschaften beeinflusst. Eine moderate Manganaufnahme verbesserte die Filmgleichmäßigkeit und das leistungsfaktorbezogene Transportverhalten, während ein höherer Manganeinsatz strukturelle Unordnung und Resistivität erhöht...

Verbesserung der thermoelektrischen Eigenschaften von Bi₂Te₃ Dünnschichten durch Mangan-Co-Sputtering

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