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错配层结构的铋锶钴氧(Bi2Sr2Co2Oy)是一种新型的p型氧化物热电材料,因较大的赛贝克系数各向异性、较低的电阻率和适中的可见光透过率,在横向热电器件及透明导电电极领域也具有潜在的应用前景。在本论文工作中,我们利用脉冲激光沉积(PLD)技术制备了高质量的Bi2Sr2Co2Oy/Au(BSCO/Au)纳米复合薄膜并研究了纳米金颗粒复合对BSCO薄膜热电、横向热电及透明导电特性的影响,主要内容和结论如下: 1.采用脉冲激光刻蚀 BSCO/Au马赛克复合靶材,在LaAlO3(001)单晶基片上制备了BSCO/Au(Au=0、0.8、1.59at%)纳米复合薄膜。X射线衍射表明所制备的BSCO薄膜为c轴取向生长且无任何杂相,高分辨透射电镜测试表明金颗粒均匀地分散在BSCO薄膜当中,晶粒粒度约为5-10nm。 2.随着BSCO薄膜中Au纳米颗粒含量的增加,薄膜的电阻率大幅减小而赛贝克系数和可见光平均透射率基本保持不变,导致BSCO薄膜热电功率因子和光电品质因子均显著提高,这表明金纳米复合是提高BSCO薄膜热电性能和透明导电特性的有效手段。如当金纳米颗粒掺杂量为1.59at%时,BSCO/Au复合薄膜室温电阻率为3.0mΩ·cm,可见光范围内平均透射率48%,薄膜光电品质因子(Figure of merit)FOM高达2270MΩ-1,为迄今P型透明导电氧化物薄膜报道的最好结果之一。 3.采用脉冲激光沉积技术在斜切10°的LaAlO3(001)单晶基片上制备了c轴倾斜生长的BSCO/Au纳米复合薄膜并对其横向热电效应进行了研究。实验发现,纳米金颗粒复合能显著提高BSCO薄膜中横向热电效应中开路输出电压信号的灵敏度。如当金纳米颗粒的掺杂量为0.8at%时,输出电压幅值提高了约14倍。