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<table><tbody><tr><td>Acetona (&ge; 99.5%)</td><td>Merck</td><td>100012</td><td>Disolvente para limpieza de sustratos</td></tr><tr><td>Papel de aluminio</td><td>Pospaperroll</td><td>86871915</td><td>Revestimiento de la cámara y recubrimiento del soporte del sustrato</td></tr><tr><td>Gas argón (Ar)</td><td>Gaslink Industrial Gases Sdn. Bhd.</td><td>N/A (suministrado por distribuidor)</td><td>Gas de trabajo escupiendo a escupidazos; 4 flujo SCCM; Curso 5.0 (99,999%)</td></tr><tr><td>Objetivo de pulverización de telúrudo de bismuto, 50,8 mm de diámetro, 4,25 mm de espesor, 99,999%</td><td>Changsha Xinkang Advanced Materials Co., Ltd.</td><td>xk-Bi2Te3</td><td>objetivo Bi2Te3 objetivo; potencia RF fija = 100 W</td></tr><tr><td>Agua desionizada</td><td>Internamente</td><td>N/A</td><td>Enjuague de sustrato y limpieza ultrasónica</td></tr><tr><td>Detector de espectroscopía de rayos X con dispersión de energía</td><td>Integrado con el sistema FESEM</td><td>N/A</td><td>Análisis compositivo de películas delgadas</td></tr><tr><td>Microscopio electrónico de barrido por emisión de campo</td><td>Carl Zeiss</td><td>SUPRA 55VP</td><td>Imagen de microestructura superficial</td></tr><tr><td>Sustratos de vidrio, vidrio sodioso-cal, grosor de 1,1 mm</td><td>Mevid</td><td>B105-2002</td><td>Sustrato para la deposición de películas delgadas</td></tr><tr><td>Placa eléctrica</td><td>IKA</td><td>C-MAG HS 7</td><td>Secado del sustrato a 393 K</td></tr><tr><td>Alcohol isopropílico (&ge; 99.8%)</td><td>Merck</td><td>109634</td><td>Disolvente para limpieza de sustratos</td></tr><tr><td>Detergente de laboratorio</td><td>Merck</td><td>107553</td><td>Limpieza inicial de sustratos</td></tr><tr><td>Unidad de circulación de refrigerante</td><td>Fisher Scientific</td><td>250LCU</td><td>Circulación de refrigeración para pistolas de pulverización</td></tr><tr><td>Metanol (&ge; 99.9%)</td><td>Merck</td><td>106009</td><td>Disolvente para limpieza de sustratos</td></tr><tr><td>Blanco de esparsuración de manganeso, 50,8 mm de diámetro, 5,08 mm de grosor, 99,999%</td><td>Hunan Boyu Technology Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>objetivo de Mn; La potencia de RF variaba de 0 a 15 W</td></tr><tr><td>Multímetro</td><td>RS PRO</td><td>EN61010-1 CATIII</td><td>Verificación de aislamiento eléctrico</td></tr><tr><td>Gas nitrógeno (N2)</td><td>Gaslink Industrial Gases Sdn. Bhd.</td><td>N/A (suministrado por distribuidor)</td><td>Secado del sustrato tras la limpieza; Grado 4.0 (99,99%)</td></tr><tr><td>Tapa de placa de Petri</td><td>Merck</td><td>41121812</td><td>Protección de ventanas de observación en la cámara; aproximadamente 94 mm de diámetro y tiempos; Altura de 16 mm</td></tr><tr><td>Sistema de interferencia de magnetrón RF</td><td>Hechos a medida</td><td>N/A</td><td>Co-sputtering de películas finas Bi2Te3 y Mn</td></tr><tr><td>Sistema de medición de Seebeck/resistividad con adaptador de platino</td><td>Linseis</td><td>LSR-3 (LSR L31)</td><td>Mediciones de coeficientes de Seebeck y resistividad eléctrica</td></tr><tr><td>Pinzas</td><td>Fisher Scientific</td><td>10-316B</td><td>Manejo de sustratos limpios</td></tr><tr><td>Baño ultrasónico</td><td>Elma</td><td>ElmaSonic S30H</td><td>Limpieza con disolventes para metanol, acetona, alcohol isopropílico y agua DI</td></tr><tr><td>UV&ndash; Limpiador de ozono</td><td>Tecnologías Novascan</td><td>PSDP-UV4</td><td>Tratamiento superficial del sustrato</td></tr><tr><td>Contenedor de almacenamiento al vacío</td><td>COMO UNA SOLA CORPORACIÓN</td><td>VM</td><td>Almacenamiento de muestras tras la deposición</td></tr><tr><td>Profilómetro de stylus</td><td>Bruker</td><td>DektakXT</td><td>Medición del grosor de la película fina</td></tr><tr><td>Difractómetro de rayos X</td><td>Bruker</td><td>AVANCE D8</td><td>&theta; &ndash; 2&theta; Escaneos XRD usando Cu K y alfa; Radiación</td></tr><tr><td>DIFFRAC. EVA</td><td>Bruker</td><td>DIFFRAC. EVA versión 8</td><td>Ajuste de picos, análisis de difracción y graficado de gráficos</td></tr><tr><td>Origen</td><td>OriginLab</td><td>OriginPro (64 bits)</td><td>Ajuste de picos y trazado de gráficos</td></tr></tbody></table>

mejorando las propiedades termoeléctricas de las películas finas bi2te3 mediante el co-sputtering de manganeso

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

Mejorando las propiedades termoeléctricas de las películas finas Bi2Te3 mediante el co-sputtering de manganeso

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

Mi investigación examina el cambio en el rendimiento termoeléctrico de la película delgada de telururo de bismuto dopada con manganeso depositada mediante co-esputterización controlada. Los métodos existentes no lograron examinar adecuadamente el impacto del dopaje con manganeso en la película delgada de telururo de bismuto. Por ello, este protocolo aborda esta brecha mediante una investigación sistemática.Después de colocar los sustratos de vidrio de cal sodada preparados y limpios sobre el soporte de sustrato giratorio, cierre la puerta de la cámara e inicie la reducción de presión. Aplique una presión suave alrededor de la puerta de la cámara al principio para asegurar un sellado adecuado y confirme la caída de presión en el manómetro. Continúe bombeando hasta que la presión dentro de la cámara alcance un valor menor o igual a cinco veces 10 a la potencia de menos tres torr.Encienda el sistema de refrigeración y ajuste la temperatura a 288 kelvin para garantizar la circulación continua de agua desionizada recirculada a través de ambas pistolas de pulverización antes de la ignición del plasma. Introduzca gas argón de alta pureza y déjelo estabilizarse durante aproximadamente dos a cinco minutos, o hasta que permanezca estable en un valor mayor o igual a 3,9 centímetros cúbicos estándar por minuto. Establezca la rotación del sustrato a 10 rpm en una única dirección fija y mantenga la rotación continua durante toda la pre-pulverización y la deposición.Encienda la fuente de alimentación de radiofrecuencia y el controlador de la red de adaptación. Ajuste la configuración de la red de adaptación para ambas pistolas de radiofrecuencia utilizando la función mínima o máxima hasta que el valor de carga y el valor de sintonización alcancen 50 vatios. Cambie el modo del controlador de manual a adaptación automática.Establezca la potencia de radiofrecuencia en 50 vatios en la pistola de telururo de bismuto y en 10 vatios en la pistola de manganeso antes de la ignición del plasma. Minimice la potencia reflejada antes de la ignición del plasma, manteniéndola en o por debajo de cinco vatios. Inicie el plasma en ambas pistolas y confirme un plasma estable observando un resplandor constante mantenido durante aproximadamente uno a dos minutos sin parpadeo visible ni picos repentinos de presión.Una vez que se haya alcanzado un plasma estable en ambas pistolas, precocer ambos blancos durante 15 minutos para eliminar la contaminación superficial y los óxidos nativos tras lograr el plasma estable. Retire los sustratos de prueba tras el precocido. Antes de cargar los sustratos para el depósito, elimine el polvo del interior de la cámara y de la zona del portamuestras utilizando un soplador de caucho limpio.Mantenga la ventana de observación protegida con una tapa limpia de placa de Petri para la observación del plasma. Inspeccione los blancos para asegurarse de que estén correctamente colocados, centrados y en buen estado. Verifique que cada blanco esté firmemente sujeto y adecuadamente centrado dentro del cañón de pulverización.Coloque los sustratos limpios simétricamente cerca de la región exterior del soporte giratorio, aproximadamente a 5-10 milímetros del centro del soporte. Alinee el lado más largo de cada sustrato paralelo al borde del soporte. Fije la distancia entre el blanco y el sustrato en 55 milímetros para ambas pistolas de pulverización catódica.Evacúe la cámara y continúe la evacuación durante al menos cinco horas o hasta que la presión base se estabilice en el valor objetivo. Confirme la estabilidad de la presión base cuando la deriva de presión permanezca menor o igual al 5% durante aproximadamente 10 minutos y la presión base alcance cinco veces 10 a la potencia de menos cinco torr o inferior. Estabilice el sistema de enfriamiento a 288 Kelvins después de alcanzar la presión base.Establezca el flujo de argón en cuatro centímetros cúbicos estándar por minuto y permita que se estabilice. Mantenga la rotación del sustrato a 10 RPM. Confirme la configuración de la red de acoplamiento para ambas pistolas y active el acoplamiento automático en el controlador.Inicie la pistola de telururo de bismuto a 70 vatios para facilitar la ignición del plasma. Aumente la potencia en cinco vatios cada 10 segundos hasta alcanzar 100 vatios. Comience el temporizador de deposición solo después de que la lectura de potencia del telururo de bismuto permanezca en 100 vatios durante aproximadamente 30 segundos y se confirme la estabilidad del plasma.Deposite las películas durante 30 minutos manteniendo condiciones de plasma estables durante el proceso de deposición. Utilizando los mismos parámetros, repita los pasos de deposición para manganeso a potencias de radiofrecuencia de 10 vatios y 15 vatios usando sustratos nuevos. Inicie el apagado mediante el controlador del sistema, desconectando primero la salida de radiofrecuencia.Reduzca el flujo de argón a 10-11 centímetros cúbicos estándar por minuto, manteniendo el sistema de enfriamiento activo hasta que se ventile la cámara y las pistolas de pulverización alcancen una temperatura cercana a la ambiente. Confirme que la bomba turbomolecular se haya detenido completamente y que la lectura de velocidad sea cero antes de ventilar la cámara. Vente la cámara lentamente utilizando nitrógeno seco a través de la válvula de ventilación para permitir una igualación gradual de la presión y minimizar la perturbación de partículas.Abra la cámara solo después de que la presión regrese a aproximadamente la presión atmosférica a unos 760 torr y la puerta de la cámara pueda liberarse sin resistencia. Use una mascarilla y guantes durante la extracción de la muestra para reducir la contaminación y la exposición a partículas finas. Retire las muestras depositadas de la cámara.Transfiera las muestras a una placa de Petri limpia. Almacene las muestras en un recipiente de almacenamiento al vacío y realice la caracterización entre 24 y 72 horas después de la deposición. Después de retirar las muestras, realice un bombeo grueso de la cámara durante 10 a 15 minutos para alcanzar la presión previa al TMP requerida, minimizando así la exposición al aire ambiente y a la humedad.Los patrones de difracción de rayos X confirman que todas las muestras conservan la fase de telururo de bismuto romboédrica a lo largo de la serie de potencia de manganeso. El pico de difracción dominante se desplazó hacia valores más altos de dos theta con el aumento de la potencia de manganeso. El tamaño del cristalito generalmente disminuyó de 14,23 nanómetros a cero vatios a 8,35 nanómetros a 15 vatios, lo cual es consistente con una reducción del tamaño del dominio coherente y un aumento de la microdeformación a potencias más altas de manganeso.Las imágenes de microscopía electrónica de barrido por emisión de campo superficial mostraron cambios evidentes en la microestructura de la película con el aumento de la entrada de manganeso. La película control de cero vatios presentó granos poligonales más grandes con límites de grano bien definidos, mientras que la película dopada con manganeso de cinco vatios exhibió una superficie más compacta con granos más finos. Las películas depositadas a 10 y 15 vatios de potencia de manganeso resultaron más densas y con menos huecos intergranulares que las muestras de cero y cinco vatios.El análisis de la composición elemental confirmó que la incorporación de manganeso aumentó con el incremento de la potencia del objetivo de manganeso. Todas las películas presentaron un coeficiente de Seebeck negativo, lo que confirma un comportamiento de conducción de tipo n, y la magnitud del coeficiente de Seebeck aumentó generalmente con la temperatura para todas las muestras. La mayor magnitud del coeficiente de Seebeck se observó en la película de 15 vatios, alcanzando menos 162,08 microvoltios por kelvin a 523 kelvins.Todas las películas mostraron un comportamiento de transporte semiconductor en el que la resistividad disminuyó con el aumento de la temperatura. El factor de potencia máximo se logró en la película de cinco vatios, alcanzando aproximadamente 529,33 microvatios por metro por kelvin al cuadrado a 523 kelvins. Aunque la película de 15 vatios presentó la mayor magnitud del coeficiente de Seebeck, la resistividad aumentada redujo el factor de potencia a 300,59 microvatios por metro por kelvin al cuadrado.Este protocolo permitió al investigador co-evaporar por pulverización catódica el manganeso dopado sobre la película de telururo de bismuto, y evaluar cómo el cambio en el nivel de dopaje afecta el rendimiento termoeléctrico. El desafío principal de este protocolo consiste en mantener un plasma estable y también condiciones de pulverización catódica constantes para incorporar los mecanismos de forma fiable y reproducible. En estudios futuros se podrá avanzar optimizando las propiedades termoeléctricas, realizando tratamientos posteriores a la síntesis y dividiendo un generador termoeléctrico en película delgada para pruebas a nivel de dispositivo.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Engineering

Ingeniería

A través el sulfurization previamente depositados de metales de transición, se pueden fabricar cristal 2D área grande y vertical hetero-estructuras. Película de transferencia de los procedimientos de fabricación del dispositivo se demuestran también en este informe.

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Aquí, presentamos un protocolo para producir nanopartículas LSMO y (Gd) BCO películas SrTiO (001)3 (STO) monocristal sustratos por radio frecuencia (RF)-sputtering.

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Adjunto, presentamos protocolos detallados para procesado en solución yodo-bismuto-plata (Ag-Bi-I) ternario semiconductor películas delgadas fabricadas en TiO2-recubrimiento de electrodos transparentes y su aplicación potencial como aire-estable y libre de plomo dispositivos optoelectrónicos.

Solución procesada "Plata, bismuto, yodo" ternario películas delgadas para absorbedores fotovoltaicas sin plomo

Este trabajo describe el proceso completo de fabricación de dispositivos fotovoltaicos de temidio de selenio de cadmio delgado para una mayor eficiencia. El proceso utiliza un sistema de vacío en línea automatizado para la deposición de sublimación de espacio cercano que es escalable, desde la fabricación de dispositivos de investigación de área pequeña, así como módulos a gran escala.

Células solares Ultra-Thin CdSeTe/CdTe depositadas en el espacio cercano para mejorar la densidad de corriente de cortocircuito y la fotoluminiscencia

El manuscrito describe un protocolo para la pulverización catódica de magnetrón de radiofrecuencia de películas delgadas termoeléctricas Bi2Te3 y Sb2Te3 sobre sustratos de vidrio, que representa un método de deposición confiable que proporciona una amplia gama de aplicaciones con potencial para un mayor desarrollo.

Fabricación de películas delgadas termoeléctricas Bi2Te3 y Sb2Te3 utilizando la técnica de pulverización catódica de magnetrón de radiofrecuencia

En este trabajo se presenta un protocolo para sintetizar dos calcogenuros metálicos (Cu1.8S y SnSe) adecuados para termoeléctricos mediante una síntesis mecanoquímica ultrarrápida (de segundo rango), sin disolventes y en un solo paso utilizando precursores elementales. Al mismo tiempo, demostramos el monitoreo de la temperatura en el frasco durante la molienda planetaria de bolas in situ mediante el dispositivo recientemente desarrollado.

Demostrando la simplicidad y el monitoreo de temperatura in situ de la síntesis mecanoquímica de calcogenuros metálicos adecuados para termoeléctricos

Se describe una técnica que permite nanomoulding bajo costo patrones a nanoescala de materiales funcionales, pilas de materiales y dispositivos completos. Nanomoulding se puede realizar en cualquier configuración de nanoimpresión y se puede aplicar a una amplia gama de materiales y procesos de deposición.

Nanomoulding de Functional Materials, un versátil método complementario para la replicación de patrones para nanoimpresión

En este informe se describe el uso de un sistema hecho a medida para realizar la deposición de aerosoles de películas gruesas de granate de itrio hierro sobre sustratos de zafiro a RT. Las películas depositadas se caracterizan mediante microscopía electrónica de barrido, perfilometría, y resonancia ferromagnética para dar una visión general representativa de las capacidades de la técnica.

La formación de gruesas densos itrio Iron Garnet Films Usando Aerosol Deposición

Ofrecimos un método para sintetizar directamente una película delgada de ZnO de alto eje c (0002) mediante deposición química de vapor mejorada con plasma. La película delgada de ZnO sintetizada combinada con el electrodo interdigitado de Pt se utilizó como capa de detección para el fotodetector ultravioleta, mostrando un alto rendimiento a través de una combinación de su buena capacidad de respuesta y confiabilidad.

Síntesis y Caracterización de alta eje c ZnO Thin Film por Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System y su Fotodetector Aplicación UV

Se propone la técnica de gradientes de difusión de películas delgadas (DGT) para estudios de especiación de plutonio. Este protocolo describe experimentos de difusión de sondeo el comportamiento de Pu (IV) y Pu (V) en presencia de materia orgánica. Dgts desplegados en un manantial kárstico permiten evaluar la biodisponibilidad de Pu.

Especiación y biodisponibilidad mediciones de plutonio Ambiental Uso de Difusión en Thin Films

Universiti Kebangsaan Malaysia.  Se desarrolló un protocolo de co-sputtering por radiofrecuencia para fabricarpelículas finas de Bi2Te 3 dopadas con manganeso y evaluar cómo la entrada de manganeso influye en las propiedades estructurales y de transporte termoeléctrico. La incorporación moderada de manganeso mejoró la uniformidad de la película y el comportamiento de transporte relacionado con el factor de potencia, mientras que una mayor ent...

Mejorando las propiedades termoeléctricas de las películas finas Bi₂Te₃ mediante el co-sputtering de manganeso

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