[发明专利]中温量子阱超晶格厚膜热电材料及其生产方法

权利要求书

1.中温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共形覆膜开始生长，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纳米结构的厚膜热电材料；所述热电材料为PbTe合金热电材料或者PbSe合金热电材料或者PbTe/PbSe合金热电材料。

2.根据权利要求1所述的中温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所述的中温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所述的中温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所述的中温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5所述的中温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和/或Se气相前驱体：

向反应腔室中连续交替引入Te或者Se气相前驱体，所述Te气相前驱体为Bis(2,2,6,6-tetramethylheptan-3,5-dionato)lead，二叔丁基碲DTBTe 99.99％Di(t-butyl)tellurium，所述Se气相前驱体为二叔丁基硒DTBSe 99.99％Di(t-butyl)Selenium)；所述反应腔室内的衬底基板温度为50℃-250℃；所述衬底为氧化铝纳米孔模板；

(2)清洗Te和/或Se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Pb、Te或者Se气相前驱体；同时引入惰性气体，以将反应腔室中残余的Pb、Te或者Se气相前驱体清洗干净；

(3)脉冲Pb气相前驱体：

向反应腔室中连续引入Pb气相前驱体；所述Pb气相前驱体为(二(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)铅，Pb(thd)2，99.99％，Bis(2,2,6,6-tetramethylheptan-3,5-dionato)lead)；所述反应腔室内的基板衬底温度为50-250℃；所述衬底为氧化铝纳米孔模板；

(4)清洗Pb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Pb气相前驱体；同时引入惰性气体，以将反应腔室中残余的Pb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。

7.根据权利要求6所述的中温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。

8.根据权利要求6所述的中温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Pb、Te和Se前驱体时，使用的清洗气体是高纯氮气或氩气。

9.根据权利要求6所述的中温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PbTe、PbSe或者PbTe/PbSe系列厚膜量子阱超晶格热电材料。

10.一种采用权利要求1-11中任一项所述的中温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。