电子束辐照对β-Zn4Sb3薄膜微结构和热电功率因子的影响

摘要

通过射频磁控溅射制备Zn-Sb预沉积薄膜,随后依次进行0~800 kGy不同剂量的电子束辐照处理和常规热退火,获得β-Zn4Sb3热电薄膜.利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)和场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscopy,FESEM)分析表征了薄膜的微结构和表面形貌,利用Hall效应和Seebeck效应检测了薄膜的电输运和热电性能.研究结果表明,所有样品均表现出p型导电.经电子束辐照处理的薄膜样品,其物相组成没有发生变化,平均晶粒尺寸变化不大,但薄膜表面的致密度有所提高,且晶粒生长表现出一定的(223)晶面取向性生长.当电子束辐照剂量为200 kGy时,由于在电导率降幅很小的同时Seebeck系数得到了有效的提高,故样品的功率因子可达6.90μW/(cm.K^2),比未进行电子束辐照处理的样品提高了41.7%.