[发明专利]量子阱超晶格厚膜热电材料及其生产方法

权利要求书

1.量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

通过原子层沉积的方法，在纳米孔模板的纳米孔内生长热电材料，所述热电材料从纳米孔的内壁开始生长，然后沿纳米孔径向方向逐层生长，直到纳米孔长满为止，形成具有量子阱超晶格结构的厚膜热电材料。

2.根据权利要求1所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：所述纳米孔模板可以为Al2O3、TiO2或者SiO2。

3.根据权利要求2所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：纳米孔模板为纳米孔孔径不超过200纳米。

4.根据权利要求3所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：所述纳米孔模板的纳米孔为两侧开口并且连通的双通孔或者仅一侧开口的单通孔或者为所述通孔和单通孔的组合。

5.根据权利要求4所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：所述纳米孔的孔壁厚度为5-50nm。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：所述热电材料为Bi2Te3或者Sb2Te3，或者Bi2Te3/Sb2Te3复合热电材料。

7.根据权利要求6所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）脉冲Te气相前驱体：

向反应腔室中连续引入Te气相前驱体，所述Te气相前驱体为碲有机前驱体碲源材料；所述反应腔室内的衬底基板温度为100 oC -200 oC；所述衬底为氧化铝纳米孔模板；

（2）清洗Te气相前驱体：

当氧化铝纳米孔模板表面达到化学吸附的饱和状态时，停止引入所述Te气相前驱体； 同时引入惰性气体，以将反应腔室中残余的Te气相前驱体清洗干净；

（3）脉冲Bi和/或Sb气相前驱体：

向反应腔室中连续引入Bi和/或Sb气相前驱体；所述Bi和/或Sb气相前驱体为铋有机气相前驱体源材料和/或锑有机气相前驱体源材料；所述反应腔室内的基板衬底温度为100 oC -200oC；所述衬底为氧化铝纳米孔模板；

（4）清洗Bi和/或Sb气相前驱体：

当氧化铝纳米孔模板表面达到化学吸附的饱和状态时，停止引入所述Bi和/或Sb气相前驱体；同时引入惰性气体，以将反应腔室中残余的Bi和/或Sb气相前驱体清洗干净；

（5）反应循环：

步骤（1）-（4）循环进行，直至氧化铝纳米孔模板的纳米孔长满为止。

8.根据权利要求6所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：通过控制反应循环数控制超晶格热电材料薄膜的径向生长，最终形成纵向厚膜超晶格热电材料。

9.根据权利要求6所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：清洗残余的Bi和Te前驱体时，使用的清洗气体是高纯氮气或氩气。

10.根据权利要求6所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：通过调整氧化铝纳米孔模板在气相前驱体中的暴露时间，确保在高深宽比结构的氧化铝纳米孔模板内壁上共形覆膜生长Bi2Te3， Sb2Te3或 Bi2Te3/ Sb2Te3系列量子阱超晶格热电材料。

11.据权利要求6所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：所述碲有机前驱体碲源材料为二叔丁基碲。

12.据权利要求6所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：所述铋有机气相前驱体源材料为三铋（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮）。

13.据权利要求6所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法，其特征在于：所述锑有机前驱体碲源材料为二叔丁基碲或者三乙基锑。

14.一种采用权利要求1-14中任一项所述的量子阱厚膜超晶格热电材料的生产方法所生产出来的量子阱厚膜超晶格热电材料。