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柔性碲化铋薄膜的制备及其光电性质

发布时间:2020-01-15

    碲化铋是一种典型的层状半导体材料,在上个世纪六十年代碲化铋基合金材料被发现具有优良的热电性质以后,有关碲化铋的热电性质的研究和应用就一直受到人们的广泛关注。

    由于具有独特的层状结构以及可以在室温下工作的热电转换性能,碲化铋在近些年发展起来的可穿戴柔性电子器件的研究领域也开始受到关注并展现出广阔的应用前景。中科院的专家们研究了如何利用改进的热壁外延技术在柔性PI塑料衬底上生长可弯曲的碲化铋薄膜,以及利用该柔性碲化铋薄膜制作柔性可弯曲电子器件。

    首先利用改进的热壁外延技术在柔性的PI塑料衬底上生长出了高质量的碲化铋多晶薄膜。热壁外延技术是一种简单、经济的薄膜气相生长工艺,虽然其生长的薄膜质量可能达不到分子束外延设备所生长的薄膜质量,但通过改进其生长工艺依然能够获得较高质量的多晶薄膜。再利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对通过热壁外延技术在PI上生长的碲化铋薄膜的晶体质量进行表征,并以此为依据改进生长条件,最终获得了晶体质量高于曾报道过的相同技术下生长的碲化铋薄膜。在生长出高质量柔性碲化铋薄膜的基础上,利用薄膜制作了简单的柔性电子器件,并测量了其在不同弯曲程度下的光电导响应。发现柔性碲化铋薄膜的器件即使在弯曲程度很大的情况下依然可以保持稳定的光电导响应,说明碲化铋薄膜可以应用在柔性电子器件的制备中。

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