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热电(TE)材料可直接地将热能转换为电能,由于其具有高可靠性、安静运行性、复合当代节能环保理念等优点,近来受到了世界范围内研究人员的极大关注。目前商业上所使用的较高性能的热电材料通常都由昂贵且有一定毒性的重金属元素合金或化合物构成,因此,在当今的热电材料研究和实际商业应用领域中,利用当今材料学的最新研究成果,寻找及开发具有优异热电性能且不含重质和有毒元素的新型热电材料就成为当代热电材料研究领域中的最新课题。近年来,由于Cu2S半导体材料具有储量丰富、无污染、廉价易制备等优势,有望广泛应用于热电材料制备及新型场效应晶体管开发等领域中,受到了世界材料学界的高度重视。本论文计划采用简单可行的化学反应法以及射频磁控溅射技术,在不同衬底上进行Cu2S薄膜的制备、热电特性与Cu2S薄膜场效应晶体管制备及特性的实验研究工作,期望通过本论文工作,为Cu2S半导体材料在下一代新型微电子、自旋电子及谷电子学器件的研究开发上做一些基础性的探索。论文开展的主要研究工作如下:(1)采用简单可行的化学直接反应法,通过调控反应物中硫粉的含量,在铜基板上直接制备了硫化亚铜(Cu2S)半导体薄膜,用SEM、XRD、EDX等方式对不同条件下制备的薄膜样品的晶体结构,表面形貌进行了表征分析。同时,利用热电特性测试仪对制备的Cu2S薄膜的热电特性进行了测试分析。同时,论文还对Cu2S热电薄膜材料的生长机理进行了分析。(2)采用射频磁控溅射法,利用Cu2S高纯陶瓷靶材,在不同条件下,制备了Cu2S热电薄膜,用SEM、XRD、热电检测等分析仪器对不同条件下的Cu2S热电薄膜样品进行了分析研究。比较分析了制备的Cu2S热电薄膜样品的塞贝克系数、热电优值及热导率的影响因素,对比了化学直接反应法和射频磁控溅射法制备的Cu2S热电薄膜样品热电特性。(3)通过磁控溅射法制备出了Cu2S薄膜FETs器件,研究了不同条件下制备的FETs器件的IV特性。通过改变器件沟道薄膜厚度、沟道宽度,分析了器件结构、外加栅压、源级-漏极偏压等对器件传输学特性的影响,研究结果为下一步深入开展Cu2S热电综合调控器件提供了一定基础。