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作者：王楠;宋贵宏;陈雨;李贵鹏;胡方;吴玉胜;杜昊;
单位：沈阳工业大学材料科学与工程学院;广东腐蚀科学与技术创新研究院;
摘要：采用磁控溅射的方法和粉末真空烧结的Cu-Se合金靶材，使用高真空磁控溅射技术在单晶Si(100)衬底上制备掺杂Ni的β-Cu_2Se热电薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、电子探针和能谱仪（EDS）分别研究薄膜的相组成、表面和截面形貌、微区元素含量与分布。利用塞贝克（Seebeck）系数/电阻分析系统LSR-3测量沉积薄膜的Seebeck系数和电阻率，研究Ni含量对β-Cu_2Se薄膜热电性能的影响。结果表明，使用烧结的Cu-Se合金靶材和利用磁控溅射技术可制备出仅有单一β-Cu_2Se相的薄膜，Ni掺杂没有改变β-Cu_2Se相结构，而是在薄膜中形成替位式固溶体，沉积薄膜具有高度（111）晶面择优取向。在沉积的β-Cu_2Se薄膜中，当Cu与Ni原子含量之和与Se原子含量比（（[Cu]+[Ni]）/[Se]）大于2.0，具有p型导电特征。随Ni含量的增加，沉积β-Cu_2Se薄膜的载流子浓度增加，而载流子迁移率下降。在所研究的温度范围内，掺杂Ni薄膜的电阻率和Seebeck系数均随着Ni掺杂量的增加而减小，并且都低于未掺杂薄膜。Ni掺杂量为1.80%（原子分数）的薄膜，因其电阻率和Seebeck系数适当，功率因子最大，高于未掺杂薄膜。掺杂适量Ni可有助于提高β-Cu_2Se薄膜的功率因子。
关键词：热电材料;;β-Cu_2Se薄膜;;Ni掺杂;;择优取向;;Seebeck系数
基金资助：国家自然科学基金面上项目（51772193）;; 辽宁省“兴辽英才计划”项目（XLYC2008014）资助
