Ti掺杂的CrSi2纳米薄膜的微结构和热电性能

人工晶体学报, 2015, 44(8): 2112-2122.

Ti掺杂的CrSi2纳米薄膜的微结构和热电性能

宋贵宏 ^1, , 柳晓彤 ^2, , 孟雪 ^3, , 王亚明 ^4, , 陈立佳 ^5, , 贺春林 ^6,

1.沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳,110870

2.沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳,110870

3.沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳,110870

4.沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳,110870

5.沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳,110870

6.沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,沈阳,110044

基金项目: 国家自然科学基金(51171118)

关键词： CrSi2薄膜 , 电导率 , 迁移率 , Seebeck系数

Microstructure and Thermoelectric Properties of Ti Doped Nano-sized CrSi2 Thin Films

Keywords： CrSi2 thin film , electrical conductivity , mobility , Seebeck coefficient

利用高真空磁控溅射设备并顺序沉积Cr、Ti和Si层并随后在500℃真空退火6h,在Si(100)衬底上,获得不同Ti掺杂量的CrSi2薄膜.场发射扫描电镜观察表面形貌显示,沉积薄膜具有7～8 nm的晶粒且尺寸比较均匀,Ti含量增加,晶粒尺寸略有增加;X射线衍射谱显示沉积薄膜具有单一CrSi2点阵(111)晶面择优取向,在1.16at％到1.74at％的Ti含量范围内,随Ti含量的增加,CrSi2纳米薄膜的(111)择优取向的程度下降,同时,Ti含量增加,薄膜CrSi2点阵常数增加,这表明Ti在CrSi2晶体中以替位形式存在.随着Ti含量增加,沉积薄膜的霍尔系数降低,空穴浓度增加,同时薄膜空穴载流子的迁移率和Seebeck系数单调下降;受空穴浓度增加和迁移率降低的影响,随Ti含量增加,沉积薄膜电导率和功率因子呈现先增加达到最大值后又下降的趋势.

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