Mg_(3)Bi_(2)/Mg_(2)Sn纳米复合膜的微结构及热电性能

利用高真空磁控溅射技术,通过高纯Mg靶和自制Mg-Bi-Sn合金靶的顺序溅射沉积,制备了Mg_(3)Bi_(2)/Mg_(2)Sn纳米复合薄膜。沉积薄膜的晶体结构和相组成由X射线衍射(XRD)图谱确定,表面形貌和化学成分用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS)进行观察、测量和分析。沉积薄膜的载流子浓度和迁移率通过霍尔实验获得,电导率和Seebeck系数由Seebeck/电阻测试分析系统进行测量。结果表明,沉积薄膜由Mg_(3)Bi_(2)和Mg_(2)Sn两相组成,随着薄膜中Mg_(2)Sn含量的增加,沉积薄膜的室温载流子浓度增加而迁移率下降。在整个测试温度范围内,随薄膜中Mg_(2)Sn含量的增加,薄膜Seebeck系数不断升高而电导率下降。Mg_(2)Sn相原子含量为28.22%的沉积薄膜在155℃获得最高功率因子为1.2 mW·m^(-1)·K^(-2)。在Mg_(3)Bi_(2)薄膜中加入适量的Mg_(2)Sn第二相,可明显提升Mg_(3)Bi_(2)薄膜材料的功率因子。