Спосіб отримання термоелектричного тонкоплівкового матеріалу на основі p-snte:bi на підкладках слюди

Реферат: Спосіб отримання термоелектричного тонкоплівкового матеріалу на основі підкладках слюди, що включає метод відкритого випаровування у вакуумі, в речовини випаровують із наперед синтезованого легованого бісмутом SnTe і свіжі відколи (0001) слюди-мусковіту при температурі випаровування Tв осадження Tп . Температура випаровування Tп  470  10K . p-SnTe:Bi на якому вихідні осаджують на і температурі Tв  870  10K , а температура осадження UA 97315 U (12) UA 97315 U UA 97315 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Спосіб належить до технології напівпровідникових термоелектричних матеріалів і може бути використаний у термоелектричних перетворювачах енергії. Тонкоплівкові структури (нанопористі, нанокристали, квантові точки, квантові дроти) мають велику практичну перспективу в області електроніки для розробки нових принципів, а разом із ними мініатюрних і супероб'ємних систем [Борисенко В.Е. Наноэлектроника - основа информационных систем XXI века // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 5. - С. 1001041. Для отримання напівпровідникових тонкоплівкових структур використовують методи молекулярно-променевої епітаксії (molecular-beam epitaxy, MBE), осадження із металоорганічних сполук (metaloorganic vapor phase epitaxy, MOVPE) та інші [Белявский В.И. Физические основы полупроводниковой нанотехнологии // Соросовский образовательный журнал. 1996. - № 10. - С. 92-98]. Відзначені способи отримання напівпровідникових тонкоплівкових матеріалів вимагають надзвичайно дорогої технологічної апаратури, прецизійної складної системи керування та спеціальних вихідних матеріалів. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є "Спосіб отримання наноструктурованого станум телуриду" [Пат. 62087. Україна / Д.М. Фреїк, Б.С. Дзундза, І.К. Юрчишин, І.В. Чав'як, Л.Т. Харун; Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника. № u 201101012; заявл. 31.01.2011; опубл. 10.08.2011, Бюл. № 15.]. Згідно з цим методом вихідну речовину випаровують із наперед синтезованої сполуки при температурі випаровування Тв, осадження здійснюють на підкладку при температурі Т п, що забезпечує задану товщину конденсату d. Недоліком методу є те, що технологічні режими, спрямовані на отримання напівпровідникових наноструктурованих матеріалів, вказані в досить широких межах, що не 2 забезпечує досягнення оптимальних значень термоелектричної потужності P=S σ (S коефіцієнт Зеєбека, σ - питома термоелектрична провідність). Введення легуючої домішки Ві дозволило покращити термоелектричну потужність отриманого матеріалу. Задачею корисної моделі є запропонувати спосіб, який би забезпечував отримання тонкоплівкових структур на основі легованого бісмутом SnTе р-типу провідності із покращеними і стабільними у часі термоелектричними характеристиками. Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання напівпровідникових структур використовують відкрите випаровування у вакуумі із наперед синтезованої наважки легованого бісмутом SnTe р-типу провідності з вмістом Ві 0,3 мол. % при температурі випаровування Т в = (870÷10) К, а осадження здійснюють на підкладки із свіжих відколів (0001) слюди-мусковіту, нагріті до температури Тп = (470÷10) К, змінюючи час осадження в інтервалі (4-480) с для отримання конденсату товщиною d = (100-2000) нм. Спостережувані максимуми 2 термоелектричної потужності (S σ) пов'язані із розмірним ефектом, при товщинах d ≈ (130-140) нм (креслення). Тут S - коефіцієнт Зеебека, σ - термоелектрична потужність. Спосіб конкретного виконання Спосіб отримання термоелектричного тонкоплівкового матеріалу на основі p-SnTe:Bi на підкладках слюди здійснюють таким чином. Як наважку використовують синтезований легований бісмутом SnTe р-типу провідності, який випаровують у відкритому вакуумі при певній температурі Тв і осаджують на підкладку із свіжих відколів (0001) слюди-мусковіту при температурі Тп протягом певного часу, що забезпечує задану товщину (d) конденсату. Для тонкоплівкових структури p-SnTe:Bi із вмістом 0,3 мол. % Ві, температура випаровування складає ТВ = (870±10) К, температура підкладки Т П = (470±10)К, час напилення τ = (4-480) с, а їх товщина становить d = (130-140) нм. На кресленні: 2 Залежність термоелектричної потужності S σ тонкоплівкових структур на основі легованого бісмутом SnTe від їх товщини d при температурі вимірювання 300 К. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 1. Спосіб отримання термоелектричного тонкоплівкового матеріалу на основі p-SnTe:Bi на підкладках слюди, що включає метод відкритого випаровування у вакуумі, в якому вихідні речовини випаровують із наперед синтезованого легованого бісмутом SnTe і осаджують на свіжі відколи (0001) слюди-мусковіту при температурі випаровування Tв і температурі осадження Tп , який відрізняється тим, що температура випаровування Tв  870  10K , а температура осадження Tп  470  10K . 1 UA 97315 U 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при товщині d  200  250 нм конденсат характеризується максимальною термоелектричною потужністю. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2