[发明专利]一种高致密晶粒铋锑热电薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料，其特征在于，所述Sb的含量范围：0.035x0.1。

2.根据权利要求1所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料，其特征在于，所述Bi_1-xSb_x热电薄膜的厚度为300-600nm。

3.根据权利要求1-2所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)衬底的等离子体清洗

取衬底置于进样室，抽真空后向进样室内充入高纯氩气，用射频电源激发出氩等离子体对衬底进行清洗，得到清洗后的衬底；

(2)共溅沉积Bi和Sb

先对清洗后的衬底进行升温，之后采用磁控溅射工艺在升温后的衬底上进行共溅沉积Bi和Sb；

(3)退火处理制得Bi_1-xSb_x热电薄膜材料

将步骤(2)共溅沉积后形成的薄膜进行原位退火，退火结束后，即得所述Bi_1-xSb_x热电薄膜材料。

4.根据权利要求3所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用氩等离子体对衬底进行清洗之前，依次将衬底浸泡于丙酮、乙醇、去离子水中进行超声清洗后烘干。

5.根据权利要求4所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述衬底为玻璃、AlN、p型或n型硅片、SrTiO₃或Al₂O₃中的任意一种。

6.根据权利要求3所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，高纯氩气的流量为60sccm，清洗时间为120s，射频功率为50W。

7.根据权利要求3所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，升温后衬底的温度为245℃-255℃。

8.根据权利要求3所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料的制备方法，其特征在于，进行共溅沉积的条件如下：Bi靶的溅射功率为15-25W，Sb靶溅射功率为5-25W，先进行预溅射100-300s，再进行共溅，共溅时间为20-40min。

9.根据权利要求8所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料的制备方法，其特征在于，进行共溅沉积之前，先对溅射腔抽真空，真空度≧10^-5Pa，再充入氩气，维持气压为0.5-1.0Pa。

10.根据权利要求4所述的具有高致密晶粒的Bi_1-xSb_x热电薄膜材料的制备方法，其特征在于，退火时的真空度≧10^-5Pa，退火的时间为10-20min，退火的温度为245-255℃。