退火条件对磁控溅射MgO-Ag_(3)Sb-Sb_(2)O_(4)柔性薄膜热电性能的影响

摘要

MgAgSb是一种具有潜力且元素储量相对丰富的室温热电材料,有望用于构建高性能可穿戴温差电池。本研究尝试在聚酰亚胺(PI)基底上磁控溅射制备MgAgSb薄膜,并系统研究退火条件对其热电性能的影响。结果表明样品未形成纯相的MgAgSb柔性热电薄膜,而是形成了由Ag_(3)Sb、MgO及Sb_(2)O_(4)多相组成的柔性薄膜,其中Ag_(3)Sb起主要热电功能。不同气氛退火可以显著提升MgO-Ag_(3)Sb-Sb_(2)O_(4)(Mg-Ag-Sb)柔性薄膜的热电性能,其中真空处理性能最佳。在真空条件下,随着退火温度升高,柔性薄膜的热电性能呈现先增加后减少的趋势,当退火温度为573K时热电性能最佳,室温附近功率因子达到74.16μW·m^(-1)·K^(-2)。并且,薄膜表现出较好的柔性,弯曲900次后,电导率仅变化了14%。本研究为MgAgSb柔性热电薄膜的制备及可穿戴应用提供了参考。