PLD法制备BSCO热电薄膜及激光感生热电电压效应研究

"本文主要介绍了采用脉冲激光沉积(PLD)技术制备Bi2Sr2Co2Oδ(BSCO)热电薄膜的过程，并详细探讨了这种薄膜的激光感生热电电压(LITV)效应。研究发现，BSCO薄膜在特定倾斜角度和厚度下，LITV信号的峰值电压可达到最大，这可能与薄膜内部塞贝克系数的各向异性有关。" 在本研究中，科研人员利用脉冲激光沉积法制备了Bi2Sr2Co2Oδ热电薄膜，这是一种具有广泛应用前景的材料，特别是在热电转换领域。PLD是一种先进的薄膜制备技术，它通过高能激光脉冲轰击目标材料，使其蒸发或气化，随后这些蒸发或气化的原子或分子在基底表面沉积形成薄膜。在这种方法下，BSCO薄膜能够在Al2O3(0001)倾斜衬底上实现外延生长，这意味着薄膜的晶格结构与衬底匹配良好，有利于提高薄膜的性能。 X射线衍射分析显示，这些BSCO薄膜沿c轴方向外延生长，证实了良好的晶体质量。为了评估薄膜的电学性质，研究人员采用了标准的四探针法测量了其电阻与温度的关系。结果显示，所制备的BSCO薄膜在80至360 K的温度范围内展现出半导体特性，这为其在温差发电和制冷等热电应用中提供了可能性。 进一步的研究聚焦于LITV效应，这是一种由激光照射产生的瞬态热电响应。在倾斜角度为10°和15°的衬底上制备的BSCO薄膜中，研究人员观察到了一个最佳厚度，当薄膜达到这个厚度时，LITV信号的峰值电压最大，分别达到了0.4442 V和0.7768 V。这种现象暗示了BSCO薄膜内部塞贝克系数的各向异性，即其在不同方向上的热电转换效率存在差异。塞贝克系数是衡量材料热电性能的重要参数，其各向异性可能是由于薄膜的微观结构或者晶格对称性的破坏所导致。 这项工作不仅展示了PLD法制备高性能热电薄膜的技术潜力，还揭示了材料的热电性质与薄膜结构之间的复杂关系，为优化热电材料的性能提供了新的思路。未来的研究可能会进一步探索如何通过控制薄膜的生长条件来调控塞贝克系数的各向异性，以提升热电转换效率。