【摘 要】
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热电薄膜在微型热电器件、便携式电源、无线传感等领域具有广泛应用前景.Zr-Ni-Sn基半哈斯勒型合金是一类资源丰富、环境友好的热电材料,然而该类合金的热导率较高,限制
【出 处】
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第六届海内外中华青年材料科学技术研讨会暨第十五届全国青年材料科学技术研讨会
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热电薄膜在微型热电器件、便携式电源、无线传感等领域具有广泛应用前景.Zr-Ni-Sn基半哈斯勒型合金是一类资源丰富、环境友好的热电材料,然而该类合金的热导率较高,限制了其热电优值ZT的提高.在本研究中,我们采用射频磁控溅射的方法制备出具有非晶结构的Zr-Ni-Sn薄膜,并研究其热电输运性质[1].首先,通过改变溅射功率、溅射气压等实验参数能够调节Zr-Ni-Sn薄膜的成分和沉积速率,利用X光衍射和高分辨透射电镜证明该薄膜微观结构为非晶态.然后,利用飞秒激光泵浦探测方法测量出Zr-Ni-Sn非晶薄膜的热导率为1.4-2.2 Wm-1K-1,该数值低于通常块体ZrNiSn基半哈斯勒合金的热导率值[2,3].之后,采用范德堡法测量出Zr-Ni-Sn非晶薄膜的电导率,其值在1-3×105 Sm-1；采用快速动态测试法表征该薄膜的Seebeck系数[4],发现最大Seebeck系数在393 K达到-112.0 μVK-1,从而该薄膜的最大功率因子达到2.66 mWK-2m-1.综上所述,非晶结构能够大幅度降低Zr-Ni-Sn薄膜的热导率,同时该薄膜具有较高功率因子,因此Zr-Ni-Sn非晶薄膜是一种适用于微型器件、有潜力的热电材料.
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