Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł badawczy

Poprawa właściwości termoelektrycznych cienkich warstw Bi2Te3 przez współrozpylanie manganu

175 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/71082

⸱

5 czerwca 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

W tym artykule

Podsumowanie

Opracowano protokół współsputteringu o częstotliwości radiowej, aby wytwarzać cienkie warstwy Bi2Te3 domieszkowane manganem oraz oceniać, jak dopływ manganu wpływa na właściwości transportu strukturalnego i termoelektrycznego. Umiarkowane włączenie manganu poprawiło jednolitość filmu i zachowanie transportu związane z czynnikiem mocy, podczas gdy wyższy dopływ manganu zwiększał nieporządek strukturalny i rezystancję.

Streszczenie

Bi2Te3 pozostaje wzorcowym materiałem termoelektrycznym typu n (TE) do konwersji energii w niskich temperaturach, jednak jego niewielka przerwa energetyczna może obniżać wydajność z powodu termicznie generowanych nośników pasożytniczych. Badane były domieszkowanie elementarne w celu poprawy wydajności TE, choć systematyczne badania nad cienkimi warstwami Bi2Te3 domieszkiwanymi manganem (Mn) pozostają ograniczone. W tym badaniu zastosowano proces współsputteringu magnetronu radiowego do wytwarzania cienkich warstw Bi2Te3 domieszkowanych Mn, zmieniając moc celu Mn przy zachowaniu stałych warunków nanosienia Bi2Te3 . Właściwości transportu strukturalnego, mikrostrukturalnego, składowego i TE oceniano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej, skaningowej mikroskopii elektronowej emisji polowej, spektroskopii rentgenowskiej dyspersyjnej energii oraz pomiarów transportu zależnego od temperatury. Dyfrakcja rentgenowska potwierdziła zachowanie fazy romboedrycznej Bi2Te3 z preferowaną orientacją (015), podczas gdy przesunięcia szczytu w kierunku wyższych wartości 2θ były zgodne z skurczem sieci związanym z Mn. Wszystkie filmy wykazywały ujemne współczynniki Seebecka, potwierdzające przewodzenie typu n. Zwiększenie dopingu Mn zwiększyło wartość współczynnika Seebecka, ale także zwiększyło rezystancję elektryczną, co świadczy o kompromisie transportowym. Warstwa naniesiona z mocą 5 W Mn osiągnęła najwyższy współczynnik mocy 529,33 μW m−1 K−2 przy 523 K dzięki niskiej rezystancji i odpowiedniej mocy termograficznej. Wyniki te pokazują, że umiarkowane włączenie Mn może poprawić wydajność cienkich warstw Bi2Te3 związaną z współczynnikiem mocy w mierzonym zakresie temperatur.

Wprowadzenie

Materiały termoelektryczne (TE) odgrywają kluczową rolę w zrównoważonej konwersji ciepła na energię elektryczną, głównie poprzez efekty Seebecka i Peltiera. Wydajność materiałów TE jest zazwyczaj oceniana za pomocą współczynnika mocy (PF = S2/ρ), gdzie S to współczynnik Seebecka, a ρ to rezystywność elektryczna1,2. Wysoka wartość S w połączeniu z niską wartością ρ świadczy o efektywnym transporcie nośników, co jest niezbędne w zastosowaniach takich jak odzysk ciepła odpadowego, mikrogeneracja energii oraz chłodzenie w stanie stałym w systemach przemysłowych i mikroelektronice3,4,5.

Wśród różnych materiałów TE, tellurek bizmutu (Bi2Te3) wyróżnia się wydajnością w zastosowaniach w temperaturach bliskich pokojowej. Jednakże jego praktyczne wykorzystanie jest ograniczone przez kruchość, ograniczoną elastyczność mechaniczną oraz umiarkowany współczynnik dobroci (zT), co utrudnia wdrożenie na dużą skalę2. Ostatnie postępy w technologiach wytwarzania cienkich warstw, w szczególności napylanie magnetronowe, oferują obiecujące podejścia do rozwiązania tych ograniczeń. Cienkie warstwy umożliwiają lepszą kontrolę nad składem i mikrostrukturą, co może zwiększyć ruchliwość nośników oraz elastyczność mechaniczną, z których obie są istotne dla wysokowydajnych urządzeń TE6. Zdolność do dostosowywania tych właściwości za pomocą radiofrekwencyjnego (RF) napylania magnetronowego została wykazana wcześniej, co potwierdza zasadność jego stosowania do produkcji jednorodnych cienkich warstw Bi2Te3 o regulowanej grubości i poziomach domieszkowania7.

Domieszkowanie kationowe, w szczególności manganem (Mn), wyłoniło się jako obiecująca strategia poprawy właściwości termoelektrycznych (TE) Bi2Te3. Chociaż badania nad Bi2Te3 domieszkowanym Mn są mniej obszerne niż studia nad innymi domieszkami, dowody z pokrewnych układów sugerują, że wprowadzenie Mn może poprawić zarówno właściwości elektryczne, jak i strukturalne8. Doniesiono, że inkorporacja Mn wpływa na stężenie i ruchliwość nośników, co oddziałuje na współczynnik Seebecka oraz przewodnictwo elektryczne, które wspólnie determinują współczynnik mocy (PF) materiału TE9. Ponadto omawiano inkorporację Mn w kontekście mechanizmów podstawieniowych lub związanych z defektami, które mogą wprowadzać naprężenia sieciowe i defekty punktowe. Modyfikacje te mogą zwiększać rozpraszanie fononów i potencjalnie obniżać sieciową przewodność cieplną, co jest istotne dla wydajności TE10. Badania nad pokrewnymi związkami domieszkowanymi Mn, takimi jak Bi2Si2Te6, sugerują, że Mn może również poprawić transport ładunków i wprowadzić zlokalizowane momenty magnetyczne, co może wzmocnić efekty rozpraszania fononów i zredukować przewodnictwo bipolarne11. W konsekwencji wpływ Mn na ewolucję mikrostruktury, tworzenie defektów i wzrost ziaren jest istotny dla poprawy stabilności mechanicznej i termicznej materiałów TE10,12.

Jednakże nadmierne wprowadzenie Mn może sprzyjać powstawaniu faz wtórnych, takich jak MnTe, i komplikować charakterystykę transportu13; dlatego ilość wprowadzanego Mn musi być starannie kontrolowana14. Ponadto Mn może wprowadzać stany akceptorowe w sieci Bi2Te3 i potencjalnie zmieniać charakterystykę przewodnictwa poprzez tłumienie transportu powierzchniowego o charakterze topologicznym, otwarcie przerwy energetycznej, zmniejszenie gęstości swobodnych nośników oraz przejście z przewodnictwa metalicznego na izolujący lub lokalny przy odpowiednim poziomie domieszkowania15,16. Rozważania te podkreślają znaczenie kontrolowania wbudowy Mn podczas rozpylania w celu ustanowienia wiarygodnych zależności struktura–właściwości17.

Niedawne badania wykazały, że Mn może być wprowadzany do cienkich warstw na bazie Bi2Te3 i może w mierzalny sposób wpływać na strukturę oraz transport elektronowy. Cienkie warstwy Bi2−xMnxTe3 wykazują zależne od Mn zmiany w właściwościach strukturalnych i elektrycznych18, natomiast cienkie warstwy Mn:Bi2Te3 były również badane za pomocą pomiarów transportowych, co wskazuje, że domieszkowanie Mn może zachodzić bez całkowitego zniesienia fazy gospodarza Bi2Te319. W ostatnim czasie napylanie magnetronowe umożliwiło przygotowanie nanokrystalicznych cienkich warstw Bi2Te3 domieszkowanych Mn, co potwierdza możliwość wprowadzania Mn przy użyciu skalowalnych metod osadzania cienkich warstw20. Jednak w porównaniu z reprezentatywnymi napylonymi cienkimi warstwami n-typu Bi2Te3, zoptymalizowanymi poprzez inżynierię tekstury, modulację defektów wakancyjnych oraz inżynierię nośników, systematyczna optymalizacja cienkich warstw Bi2Te3 domieszkowanych Mn pozostaje stosunkowo słabo zbadana7,21. Ta luka motywowała przeprowadzenie zaprezentowanego tutaj badania nad kontrolowanym wprowadzeniem Mn.

W niniejszym badaniu cienkie warstwy Bi2Te3 domieszkowane Mn przygotowano metodą współrozpylania magnetronowego RF przy użyciu serii z kontrolowaną ilością wprowadzanego Mn, a następnie poddano je ocenie za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), skaningowej mikroskopii elektronowej z emisją polową (FESEM), spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDX) oraz pomiarów współczynnika Seebecka i rezystywności elektrycznej w funkcji temperatury. Rysunek 1 schematycznie przedstawia konfigurację współrozpylania zastosowaną w tej pracy. Celem było wykorzystanie spójnego układu rozpylania do zbadania, w jaki sposób ilość wprowadzanego Mn wpływa na mikrostrukturę warstwy oraz transport związane z PF w porównywalnych warunkach przetwarzania22.

Schemat układu rozpylania dla cienkich warstw; tarcze Bi₂Te₃ i Mn na podłożach do osadzania materiału.
Rysunek 1. Schemat konfiguracji współ-rozpylania magnetronowego RF stosowanego do osadzania cienkich warstw Bi2Te3 domieszkowanego Mn. Schematyczne przedstawienie układu współ-rozpylania z zaznaczonymi tarczami Bi2Te3 oraz Mn, uchwytem podłoża i pozycją podłoża wewnątrz komory osadzania. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

W badaniu nie uczestniczyli ludzie, nie wykorzystano zwierząt ani tkanek biologicznych; w związku z tym nie było wymaganej zgody instytucjonalnej komisji etycznej.

Przegląd
Cienkie warstwy Bi2Te3 domieszkowane Mn zostały naniesione na podłoża ze szkła sodowo-wapiennego (SLG) metodą współrozpylania magnetronowego RF. Osadzanie przeprowadzano bez celowego podgrzewania podłoża, a temperatura komory/podłoża podczas rozpylania była utrzymywana na poziomie 298 K ± 1 K. Odległość od tarczy do podłoża została ustalona na 55 mm dla obu źródeł rozpylania. Tarcza Bi2Te3 pracowała przy stałej mocy RF wynoszącej 100 W, natomiast moc RF tarczy Mn była zmieniana (0, 5, 10 i 15 W) w celu dostrojenia stopnia wbudowania Mn w serii domieszkowania. Jako gaz do rozpylania zastosowano argon (Ar) z przepływem 4 sccm, a po stabilizacji plazmy ciśnienie robocze podczas osadzania utrzymywano na poziomie około (3–5) × 10⁻3 Torr. Uchwyt podłoża był obracany w sposób ciągły z prędkością 10 obr./min w jednym stałym kierunku, aby zapewnić jednorodność warstwy. Grubość warstw po 30 min osadzania wynosiła od 0,722 do 1,195 µm, w zależności od mocy RF dla Mn (Tabela 2). Protokół ten zakłada znajomość standardowych praktyk próżniowych oraz bezpiecznej obsługi urządzeń do rozpylania RF i sprzętu UV–ozonowego; w zależności od stosowanego systemu rozpylania mogą być wymagane niewielkie korekty23.

Przygotowanie podłoży
Podłoża SLG pocięto na kawałki o wymiarach 1,5 cm × 2,5 cm, przenoszono je za krawędzie, aby uniknąć zanieczyszczeń, a następnie dokładnie umyto przy użyciu detergentu laboratoryjnego. Podłoża oczyszczono rozcieńczonym roztworem detergentu do szkła laboratoryjnego przygotowanym w wodzie DI, a następnie płukano aż do całkowitego usunięcia widocznych pozostałości. Do wszystkich etapów płukania użyto wody DI o rezystywności ≥18,2 MΩ·cm w temperaturze 298 K. Następnie podłoża kolejno oczyszczano w kąpieli ultradźwiękowej w metanolu, acetonie i alkoholu izopropylowym przez 10 min każdy przy częstotliwości 37 kHz, po czym płukano w wodzie DI przez 20 min w kąpieli ultradźwiękowej z kontrolowaną temperaturą 353 K23. Po oczyszczeniu podłoża trzymano za krawędzie czystą pęsetą, suszono delikatnym strumieniem azotu (N2, czystość 99,99%) do całkowitego odparowania cieczy, a następnie ogrzewano na płycie grzejnej w temperaturze 393 K przez 10 min w celu usunięcia resztkowej wilgoci. Bezpośrednio przed nanoszeniem warstw podłoża poddano działaniu oczyszczacza UV–ozonowego przez 10 min, stosując domyślne warunki pracy urządzenia.

Przygotowanie komory i instalacja tarczy
Przed osadzaniem, z wnętrza komory oraz z działek rozpylających usunięto kurz za pomocą czystej gruszki przedmuchującej. Gruszkę poddano kontroli wizualnej i kilkukrotnie przedmuchano poza komorą przed użyciem, aby zminimalizować ryzyko przypadkowego wprowadzenia cząstek. Przed pierwszym cyklem osadzania usunięto wszelką starą folię, a powierzchnie komory oraz uchwyt podłoża wyłożono nową, wzmocnioną folią aluminiową. Folię przymocowano ściśle, aby zapobiec jej przesuwaniu się podczas pompowania i obrotu podłoża oraz w celu ograniczenia zanieczyszczeń z pozostałości poprzednich osadzania. Okno obserwacyjne komory zabezpieczono czystą pokrywką od szalki Petriego (o średnicy ok. 94 mm), aby zminimalizować osadzanie się warstwy na oknie, zapewniając jednocześnie możliwość obserwacji plazmy podczas wstępnego rozpylania i osadzania. Tarczę Bi2Te3 zainstalowano w działce RF 1, a tarczę Mn w działce RF 2 (Rysunek 2), upewniając się, że obie tarcze są wycentrowane i stabilnie zamontowane, a działki są osłonięte ekranami aluminiowymi. Nie przeprowadzano dodatkowego czyszczenia tarcz przed użyciem; kondycjonowanie powierzchni uzyskano podczas etapu wstępnego rozpylania, aby usunąć zanieczyszczenia powierzchniowe i tlenki naturalne. Uchwyt podłoża przetarto metanolem i pozostawiono do całkowitego wyschnięcia. Następnie sprawdzono izolację elektryczną za pomocą multimetru w trybie pomiaru ciągłości (sygnał dźwiękowy). Uziemienie uznano za prawidłowe, gdy wykryto sygnał dźwiękowy między korpusem komory a obudową działki, natomiast izolację elektryczną potwierdzono przy braku sygnału dźwiękowego między korpusem komory a powierzchnią każdej z tarcz (obwód otwarty).

Proces równowagi statycznej; konfiguracja komory osadzania; tarcze Bi₂Te₃ i Mn; schemat uchwytu podłoża.
Rycina 2. Opisane fotografie systemu współrozpylania magnetronowego RF wykorzystanego do osadzania cienkich warstw Bi2Te3 domieszkowanego Mn. Reprezentatywne fotografie przedstawiające komorę rozpylania, działa RF, tarcze Bi2Te3 i Mn, uchwyt podłoża, podłoża, układ chłodzenia, pompę próżniową oraz jednostki sterowania parametrami używane podczas osadzania cienkich warstw. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

Osadzanie cienkich warstw Bi2Te3 domieszkowanego Mn
Przygotowanie do osadzania
Podłoża testowe umieszczono początkowo na obrotowym uchwycie podłoża, aby ocenić stabilność osadzania podczas kondycjonowania tarczy. Zamknięto drzwi komory i rozpoczęto pompowanie. Na początku przyłożono delikatny nacisk wokół drzwi, aby zapewnić szczelność, a następnie potwierdzono spadek ciśnienia na manometrze. Ciśnienie w komorze monitorowano za pomocą systemowego manometru próżniowego zintegrowanego z kontrolerem systemu rozpylania. Pompowanie kontynuowano do momentu, aż ciśnienie w komorze osiągnęło wartość ≤5 × 10−3 Torr. System uznano za gotowy, gdy odczyt ciśnienia pozostawał stabilny przez ~3 min, co odpowiadało dryftowi ciśnienia ≤2 × 10−4 Torr w okresie stabilizacji.

System chłodzenia został włączony i ustawiony na 288 K, aby zapewnić aktywną cyrkulację chłodziwa przez oba działa rozpylające przed zapłonem plazmy. Chłodzenie realizowano za pomocą recyrkulowanej wody DI. Gaz argon o wysokiej czystości (Ar, ≥99,999%) wprowadzano z przepływem 4 sccm i pozostawiano do stabilizacji przez ok. 2–5 min, aż do momentu, gdy przepływ ustalił się na poziomie ≥3,9 sccm. Rotacja podłoża została ustawiona na 10 rpm w jednym stałym kierunku i była utrzymywana nieprzerwanie podczas wstępnego rozpylania oraz nanoszenia warstwy. Następnie włączono zasilacz RF oraz sterownik sieci dopasowującej.

W przypadku obu działek RF ustawienia sieci dopasowującej były regulowane za pomocą funkcji Min/Max aż do uzyskania Load = 50 W i Tune = 50 W, po czym tryb sterownika zmieniono z Manual na Auto matching. Moc odbita została zminimalizowana przed zapłonem plazmy, a jako próg akceptacji przyjęto moc odbitą ≤5 W. Do kondycjonowania wstępnego (pre-sputter) przed zapłonem plazmy ustawiono moc RF na 50 W dla działki Bi2Te3 oraz 10 W dla działki Mn. Stabilną plazmę zdefiniowano jako stały blask utrzymujący się przez ~1–2 min bez widocznego migotania lub nagłych skoków ciśnienia. Oprócz inspekcji wizualnej stabilność plazmy potwierdzano, gdy moc odbita pozostawała na poziomie ≤5 W, a wahania ciśnienia roboczego mieściły się w granicach ±5% przez ~1–2 min. Po uzyskaniu stabilnej plazmy w obu działkach, tarcze poddawano rozpylaniu wstępnemu przez 15 min w celu usunięcia zanieczyszczeń powierzchniowych i tlenków naturalnych. W przypadku niepowodzenia zapłonu plazmy rozpylanie zatrzymywano i przeprowadzano krótki reset Ar poprzez odcięcie przepływu Ar na 10 s, a następnie przywrócenie przepływu przed ponowną próbą zapłonu. Próby zapłonu plazmy podejmowano do trzech razy dla każdej działki. Jeśli zapłon nie powiódł się po trzech próbach, proces przerywano, a system przywracano do bezpiecznego stanu czuwania w celu sprawdzenia przepływu gazu, obiegu chłodzenia i warunków dopasowania. Po rozpylaniu wstępnym wyjęto podłoża testowe i wprowadzono oczyszczone podłoża do procesu osadzania.

Osadzanie cienkich warstw
Przed załadowaniem podłoży do procesu osadzania, wnętrze komory oraz obszar uchwytu próbek zostały oczyszczone z kurzu za pomocą czystej gruszki gumowej, a okno obserwacyjne pozostało osłonięte czystą pokrywką od szalki Petriego w celu obserwacji plazmy. Sprawdzono tarcze, aby upewnić się, że są prawidłowo osadzone, wycentrowane i w dobrym stanie. Tarcze uznano za odpowiednie, gdy ich powierzchnia była nienaruszona i miała jednolity kolor, bez widocznych pęknięć, głębokich wżerów, delaminacji, śladów przebić („przypaleń”) lub luźnych cząstek. Dodatkowo każda tarcza musiała być mocno zakleszczona i prawidłowo wycentrowana w pistolecie do rozpylania. Oczyszczone podłoża rozmieszczono symetrycznie w pobliżu zewnętrznego obszaru obrotowego uchwytu (około 5–10 mm od środka uchwytu), tak aby ich dłuższy bok był ustawiony równolegle do krawędzi uchwytu (Rycina 2).

Następnie komorę wypompowano do ciśnienia bazowego 5 × 10−5 Torr lub niższego. W przypadku pierwszego cyklu osadzania ewakuację prowadzono przez co najmniej 5 h lub do momentu ustabilizowania się ciśnienia bazowego na wartości docelowej. Stabilność ciśnienia bazowego zdefiniowano jako dryft ciśnienia ≤5% w czasie ~10 min. Po osiągnięciu ciśnienia bazowego ustabilizowano system chłodzenia w temperaturze 288 K, ustawiono i ustabilizowano przepływ Ar na poziomie 4 sccm (≥3.9 sccm), a obrót podłoża utrzymano na poziomie 10 rpm. Potwierdzono ustawienia sieci dopasowującej dla obu dział z materiałem (Load = 50 W oraz Tune = 50 W) i włączono funkcję Auto matching.

Osadzanie przeprowadzono przy stałej mocy RF dla Bi2Te3 wynoszącej 100 W oraz początkowej mocy RF dla Mn ustawionej na 5 W dla pierwszego wariantu domieszkowania manganem. Odległość od tarczy do podłoża została ustalona na 55 mm dla obu pistoletów do rozpylania Bi2Te3 i Mn. Aby ułatwić zapłon plazmy, pistolet Bi2Te3 można było uruchomić przy 70 W, a następnie zwiększać moc o 5 W co 10 s, aż do osiągnięcia 100 W. Licznik czasu osadzania uruchamiano dopiero po tym, jak odczyt mocy Bi2Te3 utrzymał się na poziomie 100 W przez ~30 s i potwierdzono stabilność plazmy. Warstwy osadzano przez 30 min. Kluczowe parametry współrozpylania podsumowano w Tabeli 1. Uzyskane grubości warstw wynosiły 0,886 µm (0 W), 0,722 µm (5 W), 1,079 µm (10 W) oraz 1,195 µm (15 W), co określono na podstawie analizy przekroju poprzecznego (Tabela 2). Kroki osadzania powtórzono dla mocy RF Mn wynoszących 10 i 15 W, używając nowych podłoży, przy zachowaniu niezmienionej mocy Bi2Te3, przepływu Ar, prędkości obrotowej, ciśnienia bazowego, temperatury i czasu osadzania.

ParametrBi2Te3 CelCel Mn
Moc RF (W)1000, 5, 10, 15
Gaz roboczyArAr
Przepływ gazu (sccm)44
Ciśnienie bazowe (Torr)5 × 10⁻⁵5 × 10⁻⁵
Odległość od tarczy do podłoża (mm)5555
Czas wstępnego rozpylania (min)1515
Prędkość obrotowa podłoża (obr./min)1010
Temperatura osadzania (K)298 ± 1 298 ± 1  
Czas osadzania (min)3030

Tabela 1: Parametry współrozpylania magnetronowego RF wykorzystane do wytwarzania cienkich warstw Bi2Te3 domieszkowanych Mn.

Postępowanie po osadzaniu
Po zakończeniu czasu osadzania system wykonał pełną sekwencję wyłączania. Wyłączenie zainicjowano za pomocą kontrolera systemu: najpierw wyłączono wyjście RF, a następnie zredukowano przepływ Ar do 0 sccm, podczas gdy system chłodzenia pozostawał aktywny aż do momentu odpowietrzenia komory i powrotu dział z rozpylaniem do temperatury bliskiej temperaturze otoczenia. Komorę odpowietrzono dopiero po zatrzymaniu pompy turbomolekularnej (TMP), aby uniknąć uszkodzenia sprzętu. Przed odpowietrzeniem sprawdzono wskaźnik stanu TMP, aby potwierdzić, że pompa przestała pracować (prędkość = 0). Komorę odpowietrzano powoli za pomocą suchego azotu przez zawór odpowietrzający, aby zapewnić stopniowe wyrównanie ciśnienia i zminimalizować przemieszczanie się cząsteczek.

Komorę otwierano dopiero po powrocie ciśnienia do wartości zbliżonej do ciśnienia atmosferycznego (≈760 Torr) i gdy drzwi komory można było zwolnić bez oporu. Podczas wyjmowania próbek używano masek i rękawiczek, aby ograniczyć zanieczyszczenie oraz ekspozycję na drobne cząstki. Próbki przeniesiono do czystej szalki Petriego i przechowywano w pojemniku próżniowym. Charakteryzację przeprowadzano zazwyczaj w ciągu 24–72 h po osadzaniu. Po wyjęciu próbek komorę pompowano pompą wstępną przez ~10–15 min, aż do osiągnięcia typowego zakresu ciśnienia wstępnego wymaganego przed uruchomieniem TMP (około 10–1 Torr), aby ograniczyć ekspozycję na powietrze otoczenia i wilgoć przed wyłączeniem pozostałych elementów sterujących układem.

Rutynowa charakterystyka i obliczenia po wzroście
Strukturę krystaliczną zbadano za pomocą XRD w geometrii θ–2θ z wykorzystaniem promieniowania Cu Kα (λ = 1.5406 Å), aby potwierdzić formowanie fazy Bi2Te3, określić preferowaną orientację oraz wykluczyć obecność potencjalnych faz wtórnych poprzez porównanie z wzorcami JCPDS/ICDD24,25. Skanowanie przeprowadzono w zakresie 2θ = 5–80° z krokiem 0.05° i czasem zliczania 0.5 s na krok w trybie ciągłego skanowania, używając lampy miedzianej pracującej przy 40 kV i 40 mA. Do porównań półilościowych zastosowano korekcję tła przy użyciu zweryfikowanej wizualnie automatycznej procedury wyznaczania linii bazowej, a następnie przeprowadzono automatyczne wyszukiwanie pików z zastosowaniem stałego progu, po czym zidentyfikowane piki wykorzystano do dopasowania PDF26. Dyfraktogramy dopasowano do kart referencyjnych dla Bi2Te3 (PDF 00-015-0863) oraz związków manganu, w tym α-Mn (PDF 00-032-0637) i β-Mn (PDF 00-033-0887). Raportowane procenty dopasowania wykorzystano wyłącznie jako wskaźniki porównawcze względnego udziału faz krystalicznych, ponieważ preferowana orientacja cienkich warstw może zakłócać szacowanie faz oparte na intensywności.

Wielkość krystalitów oszacowano na podstawie dominującego refleksu Bi2Te3 (015) przy użyciu metody Scherrera27,28. Położenie piku (015) (2θ) odnotowano z dyfraktogramu XRD, a pełną szerokość połówkową (FWHM, β) uzyskano poprzez dopasowanie piku metodą Gaussa z linią bazową ustaloną na lokalne tło w ograniczonym oknie dopasowania dla refleksu (015), przy czym wartość β zapisano w stopniach. Dopasowania uznano za poprawne, gdy reszty były zminimalizowane bez systematycznych odchyleń. Kąt Bragga obliczono jako θ = (2θ)/2, a wartość β przeliczono na radiany za pomocą wzoru:

Wzór na konwersję kąta, równanie zamiany stopni na radiany, βrad = β(°) × π/180.

Wielkość krystalitów obliczono następnie przy użyciu równania Scherrera:

Równanie dyfrakcji rentgenowskiej D=Kλ/βcosθ, schemat analizy krystalograficznej.

gdzie K = 0.89, λ = 1.5406 Å, βrad to FWHM wyrażona w radianach, a θ to kąt Bragga dla piku (015)29. Wynikowe wartości D przekształcono z Å na nm poprzez podzielenie przez 10. Mikronaprężenie (ε) oszacowano na podstawie poszerzenia piku, korzystając z wzoru:

Wzór na równowagę statyczną ε=βrad/4tanθ, symboliczna reprezentacja równań fizycznych.

gdzie β to FWHM w radianach, a θ to kąt Bragga30. Gęstość dyslokacji (δ), reprezentująca gęstość defektów w krysztale, została obliczona z rozmiaru krystalitów przy użyciu wzoru:

Wzór na równowagę statyczną, δ=1/D², wyrażenie matematyczne dla analizy fizycznej.

gdzie D oznacza rozmiar krystalitów. W niniejszej pracy D wyrażono w nm, w związku z czym δ podano w nm−2 31. Reprezentatywne obliczenia strukturalne, obejmujące konwersję β, rozmiar krystalitów, mikronaprężenia i gęstość dyslokacji, zestawiono w Tabeli uzupełniającej 1.

Mikrostrukturę powierzchni oceniono za pomocą FESEM pracującego przy napięciu 3.0 kV, stosując spójne warunki obrazowania (powiększenie 100.0 k×, pole widzenia = 2.79 µm, skala = 100 nm) dla wszystkich warunków Mn w celu bezpośredniego porównania32. Próbki zamocowano na aluminiowych stubach za pomocą przewodzącej taśmy węglowej. Nie stosowano powłoki przewodzącej; ładowanie zminimalizowano poprzez zastosowanie niskiego napięcia przyspieszającego (3.0 kV) oraz stabilnych warunków obrazowania. Skład filmu oceniono za pomocą EDX z wykorzystaniem detektora zintegrowanego z mikroskopem elektronowym33. Widma punktowe EDX zarejestrowano przy napięciu 15.0 kV i odległości roboczej ~8.0–8.2 mm w trybie analizy punktowej. Akwizycję przeprowadzono przy użyciu domyślnych ustawień urządzenia, a do wyznaczenia wartości wt.% i at.% zastosowano analizę ilościową z odjęciem tła.

Transport termoelektryczny (TE) w płaszczyźnie mierzono przy użyciu systemu do pomiaru współczynnika Seebecka i rezystywności. Próbki cienkowarstwowe (~2.0 cm × 1.5 cm) zamontowano za pomocą platynowego adaptera czterokontaktowego (Rysunek 3), a współczynnik Seebecka (S) mierzono w odniesieniu do standardu Pt przy zastosowanym gradiencie temperatury wynoszącym około 25 K34. Pomiary przeprowadzano stopniowo w zakresie 323–523 K w atmosferze gazu He (~1 atm). Temperaturę zwiększano między punktami pomiarowymi ze średnią prędkością ~5–6 K·min⁻1, a w każdym punkcie pozwalano próbce na ustabilizowanie się, aż odczyty S i ρ stały się stałe (zazwyczaj ~2–3 min). Następnie rejestrowano trzy kolejne odczyty dla każdego punktu temperatury w odstępach 1.5 min. Wartość PF obliczono z pomierzonego S (V/K) oraz rezystywności elektrycznej ρ (Ω·m), korzystając z następującego równania35:

Wzór na współczynnik mocy, PF = S²/ρ, równanie do analizy sprawności elektrycznej.

Układ sond termopary do pomiarów elektrycznych cienkich warstw z adapterem platynowym i polami kontaktowymi.
Rycina 3. Konfiguracja montażu cienkiej warstwy do pomiarów termoelektrycznych (TE) w płaszczyźnie z wykorzystaniem platynowego adaptera czterokontaktowego. Reprezentatywne fotografie przedstawiające układ montażowy cienkich warstw Bi2Te3 domieszkowanych Mn podczas pomiarów współczynnika Seebecka i rezystywności elektrycznej, obejmujący adapter platynowy, sondy termopary oraz elektryczne pola kontaktowe. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Przedstawiono reprezentatywne wyniki dla serii mocy Mn (0, 5, 10, 15 W), przyjmując film niedopowany (0 W) jako warunek kontrolny do porównań strukturalnych i transportowych.

Struktura krystaliczna (XRD)
Dyfraktogramy XRD potwierdzają, że wszystkie próbki zachowały romboedryczną fazę Bi2Te3 (JCPDS nr 15-0863) w całej serii mocy Mn, co przedstawiono na Ryc. 4. Dominujące refleksy, w tym silna orientacja preferencyjna (015)...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Badanie to wykazało workflow współsputteringu RF do dostosowywania zachowania TE cienkich warstw Bi2Te3 poprzez kontrolę wejścia RF Mn przy zachowaniu stałej mocy docelowej Bi2Te3. XRD potwierdził obecność romboedrycznej fazy Bi2Te3 (JCPDS nr 15-0863) z preferowaną orientacją (015) we wszystkich próbkach. Systematyczne przesunięcie odbicia (015) w kierunku wyższych wartości 2θ jest zgodne z kurczeniem sieci związanym z Mn oraz możliwym włączeniem Mn do gra...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy deklarują brak konkurencyjnych interesów finansowych ani innych konfliktów interesów.

Podziękowania

Autorzy są wdzięczni za wsparcie udzielone przez Universiti Kebangsaan Malaysia, w ramach grantu GGPM-2022-069. Autorzy dziękują również Instytutowi Badań nad Energią Słoneczną (SERI), Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM), za wsparcie techniczne oraz dostęp do laboratoriów na cały czas trwania tego badania. Autorzy doceniają Centrum Badań i Zarządzania Instrumentacją (CRIM) za zapewnienie obiektów XRD i FESEM–EDX. Ponadto autorzy szczerze doceniają Uniwersytet Sains Islam Malaysia (USIM) za dostęp do systemu pomiaru rezystancji Seebeck/używanego do pomiarów współczynników Seebecka oraz rezystywności elektrycznej. Na koniec autorzy wyrażają podziękowania wszystkim kolegom i pracownikom, którzy przyczynili się do pomyślnego ukończenia tego projektu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Aceton (≥ 99.5%)Merck100012Rozpuszczalnik do czyszczenia podłoża
Folia aluminiowaPapier na papier86871915Powłoka komory i osłona podłoża
Gaz argon (Ar)Gaslink Industrial Gases Sdn. Bhd.N/A (dostarczone przez dystrybutora)Pryskające gazy robocze; przepływ 4 sccm; Ocena 5,0 (99,999%)
Tarcza spicerna z tellurku bizmutu, średnica 50,8 mm, grubość 4,25 mm, 99,999%Changsha Xinkang Advanced Materials Co., Ltd.xk-Bi2Te3Cel Bi2Te3; stała moc RF = 100 W
Woda dejonizowanaWewnątrzNie maPłukanie podłoża i czyszczenia ultradźwiękowe
Detektor spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energiiZintegrowane z systemem FESEMNie maAnaliza kompozycyjna cienkowarstwowa
Skaningowy mikroskop elektronowy z emisją polowąCarl ZeissSUPRA 55VPObrazowanie mikrostruktury powierzchni
Podłoża szklane, szkło sodowo-wapno-grube 1,1 mmMevidB105-2002Podłoże do osadzania cienkiej warstwy
Płyta grzewczaIKAC-MAG HS 7Schnięcie podłoża przy 393 K
Alkohol izopropylowy (≥ 99.8%)Merck109634Rozpuszczalnik do czyszczenia podłoża
Detergent laboratoryjnyMerck107553Początkowe czyszczenie podłoża
Jednostka cyrkulacji chłodzeniaFisher Scientific250LCUCyrkulacja chłodzenia dla pistoletów sputterowych
Metanol (≥ 99.9%)Merck106009Rozpuszczalnik do czyszczenia podłoża
Tarcza do tryskania manganem, średnica 50,8 mm, grubość 5,08 mm, 99,999%Hunan Boyu Technology Co., Ltd.Nie maCel w Minessie; Moc RF wahała się od 0 do 15 W
MultimetrRS PROEN61010-1 CATIIIWeryfikacja izolacji elektrycznej
Gaz azotowy (N2)Gaslink Industrial Gases Sdn. Bhd.N/A (dostarczone przez dystrybutora)Suszenie podłoża po oczyszczeniu; Ocena 4,0 (99,99%)
Pokrywka do misy PetriegoMerck41121812Ochrona okien widokowych w komorach; około 94 mm średnicy i razy; Wysokość 16 mm
System roztrzaskania magnetronu RFBudowane na zamówienieNie maWspółdzielenie Bi2Te3 oraz Mn cienkich warstw
System pomiaru rezystancji Seebeck/z adapterem platynowymLinseisLSR-3 (LSR L31)Pomiary współczynnika Seebecka i rezystancyjności elektrycznej
PęsetaFisher Scientific10-316BObsługa czyszczonych podłoży
Kąpiel ultradźwiękowaElmaElmaSonic S30HCzyszczenie rozpuszczalnikami metanolu, acetonu, alkoholu izopropylowego i wody DI
UV– Oczyszczacz ozonuNovascan TechnologiesPSDP-UV4Obróbka powierzchni podłoża
Pojemnik próżniowyJAKO JEDNA KorporacjaVMPrzechowywanie próbek po depozycji
Profilometr igłowyBrukerDektakXTPomiar grubości cienkiej warstwy
Dyfraktometr rentgenowskiBrukerPOSTĘP D8θ – 2θ Skanowanie XRD za pomocą Cu Kα Promieniowanie
DIFFRAC. EVABrukerDIFFRAC. EVA wersja 8Dopasowywanie szczytów, analiza dyfrakcyjna i wykresy
PochodzenieOriginLabOriginPro (64-bitowy)Dopasowywanie pików i wykresy

Bibliografia

  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.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

domieszkowanie manganemczynnik mocywsp czynnik Seebeckarezystywno elektrycznadyfrakcja rentgenowskamikroskopia emisyjna polowaspektroskopia energodyspersyjna
Poprawa właściwości termoelektrycznych cienkich warstw Bi2Te3 przez współrozpylanie manganu
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.