A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

تصف المخطوطة بروتوكولا لرش المغنطرون بالترددات الراديوية للأغشية الرقيقة الكهروحرارية Bi2Te3 و Sb2Te3 على ركائز زجاجية ، والتي تمثل طريقة ترسيب موثوقة توفر مجموعة واسعة من التطبيقات مع إمكانية لمزيد من التطوير.

Abstract

من خلال الدراسات المختلفة على المواد الكهروحرارية (TE) ، يوفر تكوين الأغشية الرقيقة مزايا فائقة على TEs السائبة التقليدية ، بما في ذلك القدرة على التكيف مع الركائز المنحنية والمرنة. تم استكشاف العديد من طرق ترسيب الأغشية الرقيقة المختلفة ، ومع ذلك لا يزال رش المغنطرون مواتيا نظرا لكفاءة الترسيب العالية وقابلية التوسع. لذلك ، تهدف هذه الدراسة إلى تصنيع طبقة رقيقة من تيلوريد البزموت (Bi2Te3) وتيلوريد الأنتيمون (Sb2Te3) عبر طريقة رش المغنطرون بالتردد اللاسلكي (RF). تم ترسيب الأغشية الرقيقة على ركائز زجاج الجير الصودا في درجة الحرارة المحيطة. تم غسل الركائز أولا باستخدام الماء والصابون ، وتنظيفها بالموجات فوق الصوتية بالميثانول والأسيتون والإيثانول والماء منزوع الأيونات لمدة 10 دقائق ، وتجفيفها بغاز النيتروجين والصفيحة الساخنة ، وأخيرا معالجتها تحت الأوزون فوق البنفسجي لمدة 10 دقائق لإزالة المخلفات قبل عملية الطلاء. تم استخدام هدف رش Bi2Te3 و Sb2Te3 مع غاز الأرجون ، وتم إجراء الاخرق المسبق لتنظيف سطح الهدف. بعد ذلك ، تم تحميل عدد قليل من الركائز النظيفة في غرفة الاخرق ، وتم تفريغ الغرفة حتى وصل الضغط إلى 2 × 10-5 Torr. تم ترسيب الأغشية الرقيقة لمدة 60 دقيقة مع تدفق الأرجون من 4 sccm وطاقة التردد اللاسلكي عند 75 W و 30 W ل Bi2Te3 و Sb2Te3 ، على التوالي. نتج عن هذه الطريقة أغشية رقيقة من النوع n من النوع Bi2Te3 و p-type Sb2Te3 .

Introduction

تجذب المواد الكهروحرارية (TE) قدرا كبيرا من الاهتمام البحثي فيما يتعلق بقدرتها على تحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء عبر تأثير Seebeck1 والتبريد عبر تبريد بلتيير2. يتم تحديد كفاءة تحويل مادة TE من خلال فرق درجة الحرارة بين الطرف الساخن لساق TE والطرف البارد. بشكل عام ، كلما زاد الفرق في درجة الحرارة ، ارتفع رقم الجدارة TE وزادت كفاءته3. تعمل الشركة المصرية للاتصالات دون الحاجة إلى أجزاء ميكانيكية إضافية تحتوي على الغاز أو السائل في عملياتها، ولا تنتج أي نفايات أو تلوث، مما يجعلها آمنة بيئيا وتعتبر نظاما لحصاد الطاقة الخضراء.

يظل تيلورايد البزموت ، B....

Protocol

1. إعداد الركيزة

  1. امسح الركائز الزجاجية بقطعة قماش خالية من النسالة لإزالة الأوساخ أو الحطام السائب. اغسل ركائز الزجاج بالماء والصابون ، واستخدم الفرشاة لتنظيف أي أوساخ على الزجاج.
  2. تحضير جميع المذيبات المذكورة أدناه في أكواب ، وغمر الركائز الزجاجية في المذيب وصوتنة وفقا لذلك عند 37 كيلو هرتز. تحضير الميثانول عند 80 درجة مئوية لمدة 10 دقائق ؛ الأسيتون عند 80 درجة مئوية لمدة 10 دقائق ، والإيثانول عند 80 درجة مئوية لمدة 10 دقائق ، والماء المقطر (DI) عند 80 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة.
    تنبيه: تعامل مع المواد الكيميائية شديدة التقلب في غطاء الدخان.
  3. أخرج الركائز من الدورق واحدة تلو الأخرى باستخدام ملقط ، وضعها على سطح مستو نظيف ....

النتائج

تم تسجيل الصور المجهرية المقطعية للأغشية الرقيقة Bi2Te3 و Sb2Te3 باستخدام FESEM كما هو موضح في الشكل 3A والشكل 3B ، على التوالي. يبدو سطح الفيلم الكلي موحدا وسلسا. من الواضح أن الحبيبات البلورية للأغشية الرقيقة Bi2Te3 كانت سداسية الشك.......

Discussion

لا تمثل التقنية المقدمة في هذه الورقة صعوبة كبيرة في إعداد المعدات والتنفيذ. ومع ذلك، لا بد من تسليط الضوء على عدة خطوات حاسمة. كما هو مذكور في الخطوة 2.2.10 من البروتوكول ، فإن حالة الفراغ المثلى هي المفتاح لإنتاج أغشية رقيقة عالية الجودة مع تلوث أقل حيث يزيل الفراغ الأكسجين المتبقي في الغرف?.......

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

يود المؤلفون أن يشكروا الدعم المالي المقدم من منحة أبحاث جامعة كيبانغسان ماليزيا: UKM-GGPM-2022-069 لإجراء هذا البحث.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
AcetoneChemiz (M) Sdn. Bhd.1910151Liquid, Flammable
Antimony Telluride, Sb2Te3China Rare Metal Material Co.,LtdC120222-0304Diameter 50.8 mm, Thickness 6.35 mm, 99.999% purity
Bismuth Telluride, Bi2Te3China Rare Metal Material Co.,LtdCB151208-0501Diameter 50.8 mm, Thickness 4.25 mm, 99.999% purity
EthanolChemiz (M) Sdn. Bhd.2007081Liquid, Flammable
Field Emission Scanning Electron MicroscopeZeissMERLINEquipped with EDX
Hall effect measurement systemAseptec Sdn. Bhd.HMS ECOPIA 3000-
Handheld digital multimeterProkits Industries Sdn. Bhd.303-150NCS-
HMS-3000Aseptec Sdn Bhd.HMS ECOPIA 3000Hall effect measurement software
Linseis_TALinseis Messgeräte GmbHLSR-3Linseis thermal analysis software
MethanolChemiz (M) Sdn. Bhd.2104071Liquid, Flammable
RF-DC magnetron sputteringKurt J. Lesker Company-Customized hybrid system
Seebeck coefficient measurement systemLinseis Messgeräte GmbHLSR-3-
SmartTiffCarl Zeiss Microscopy Ltd-SEM image thickness measurement software
Ultrasonic bathFisherbrandFB15055-
UV ozone cleanerOssila LtdL2002A3-UK-

References

  1. Ochieng, A. O., Megahed, T. F., Ookawara, S., Hassan, H. Comprehensive review in waste heat recovery in different thermal energy-consuming processes using thermoelectric generators for electrical power generation. Proc Safety Environ Prot. 162, 134-154 (2022).
  2. Shilpa, M. K., et al.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

207

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved