磁控溅射沉积制备SnSe薄膜及其热电性能研究

因为晶体结构以及热电性能各向异性,硒化锡(SnSe)沿b轴方向表现出优异的热电性能,受到业内的广泛关注。但关于SnSe薄膜研究的报道较少。本研究利用磁控溅射技术,将SnSe沉积到Si/SiO₂基底得到SnSe薄膜,分析了沉积温度对SnSe薄膜结构和热电性能的影响。结果显示:沉积温度升高,晶粒尺寸相应增加,薄膜的结晶质量也随之提高。在573 K的沉积温度条件下,能获得高结晶质量和良好化学计量比的(111)取向SnSe薄膜,该薄膜具有约为1.25μW/(cm·K²)的最大功率因子(PF)。当沉积温度升高至773 K时,可以得到具有超高迁移率和赛贝克系数的(400)织构SnSe薄膜,该薄膜在573 K的测试温度下,其最大PF为0.5μW/(cm·K²),实现接近于文献报道的相同温度下单晶SnSe沿a轴的PF。本研究的结果证明了高沉积温度对SnSe薄膜微观结构和热电性能调控的重要性,并且为通过设计和调控SnSe基薄膜有序结构来提升其热电性能提供了新的研究思路。