Спосіб отримання напівпровідникових структур p-snte:bi на ситалових підкладках

Реферат: Спосіб отримання напівпровідникових структур p-SnTe:Bi на ситалових підкладках, що включає метод відкритого випаровування у вакуумі, в якому вихідні речовини випаровують із наперед синтезованого легованого бісмутом SnTe і осаджують ситалові підкладки при температурі випарника Тв і температурі осадження Тп. Температура випаровування є Т в=(870±10) К, а температура осадження Тп=(470±10) К. UA 97317 U (12) UA 97317 U UA 97317 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 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. 100104]. Для отримання напівпровідникових тонкоплівкових структур використовують методи молекулярно-променевої епітаксії (molecular-beam epitaxy, МВЕ), 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.І. 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 зеебека, 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 SnTе р-типу провідності з вмістом Ві 0,3 мол. % при температурі випаровування Тв=(870±10) К, а осадження здійснюють на ситалові підкладки, нагріті до температури Тп=(47010) К, змінюючи час осадження в інтервалі (4-480) с для отримання конденсату 2 товщиною d=(100-1500) нм. Спостережувані максимуми термоелектричної потужності (S σ) пов'язані із розмірним ефектом, при товщинах d≈(550-600) нм (фіг. 1). Тут S - коефіцієнт Зеєбека, σ - термоелектрична потужність. Спосіб конкретного виконання Спосіб отримання напівпровідникових структур p-SnTe:Bi на ситалових підкладках здійснюють таким чином. Як наважку використовують синтезований легований бісмутом SnTe ртипу провідності, який випаровують у відкритому вакуумі при певній температурі Т в і осаджують на ситалову підкладку при температурі Т п, протяґом 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 Тп=(470±10) К, час напилення τ=(4-480) с, а їх товщина становить d=(550-600) нм. 2 Креслення. Залежність термоелектричної потужності S σ тонкоплівкових структур на основі легованого бісмутом SnTe від їх товщини d при температурі вимірювання 300 К. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 1. Спосіб отримання напівпровідникових структур p-SnTe:Bi на ситалових підкладках, що включає метод відкритого випаровування у вакуумі, в якому вихідні речовини випаровують із наперед синтезованого легованого бісмутом SnTe і осаджують ситалові підкладки при температурі випарника Тв і температурі осадження Тп, який відрізняється тим, що температура випаровування Тв=(870±10) К, а температура осадження Т п=(470±10) К. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при товщині d=(300-500) нм конденсат характеризується максимальною термоелектричною потужністю. 1 UA 97317 U 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