單相mnsi1.73尺度變化與相變規(guī)律的研究

1、A t h e s i ss u b m i t t e d t oZ h e n g z h o u U n i v e r s i t yf o r t h ed e g r e e o f M a s t e rR e s e a r c ho f s i n g l e —p h a s eM n S i l ．7 3 s c a l ec h a n g e a n d p h a s et r a n s i t i o n

2、l a wB y K u i f e n g B a iS u p e r v i s o r ：P r o f ．S h a o k a n gG u a nA s s o c i a t e p r o f e s s o r J u n h u a H uM a t e r i a l s P r o c e s s i n g E n g i n e e r i n g 一 一 一S c h o o l o f M a t e

3、r i a l s S c i e n c ea n d E n g i n e e r i n gM a y 2 0 1 3摘要摘要高錳硅H M S ( M n S i l ．7 3 ) 薄膜熱電材料是一種金屬硅化物熱電材料，它可以把廢熱轉(zhuǎn)化為工業(yè)、居民用電，具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大優(yōu)勢。但是目前高錳硅薄膜材料制備方法制備的薄膜普遍存在尺度不夠、厚度不均勻、雜質(zhì)相太多等問題。因此要尋找一種設(shè)備簡單、成本低廉的方法來制備出尺寸、形貌可控

4、的、連續(xù)均勻的M n S i l ．7 3 薄膜。本課題采用在真空條件下，用M n C h 作為M n 源，在M n C h 的氣氛內(nèi)加熱S i 襯底，生長硅錳化合物薄膜。通過采用等溫接觸式生長方式和非接觸式生長方式來研究基板表面高錳硅物相的形成規(guī)律以及薄膜形貌的特征，以及研究不同溫度和時間條件下薄膜生長厚度和時間的關(guān)系，確定生長出1 0 0 n m 以上、連續(xù)均勻、形貌可控的高錳硅薄膜的最佳生長條件是9 0 0 ℃．1 2 h ，最后

5、通過熱力學(xué)以及界面變化簡單分析M n S i l ．7 3 生長規(guī)律。實驗過程中，綜合使用多種分析手段，通過優(yōu)化不同工藝參數(shù)，分析其相變過程和界面、尺度變化規(guī)律，通過光學(xué)性質(zhì)測量，分析其電子結(jié)構(gòu)特征。得出以下結(jié)論：1 、M n S i l ．7 3 薄膜的制備方面( 1 ) 在接觸式生長方式下，5 0 0 。C 、6 0 0 4 C 生成的M n S i l ．7 3 薄膜難以檢測到；7 0 0 。C 通過掃描形貌及能譜分析，檢測出此溫

6、度區(qū)間有M n S i l ．7 3 形成，但是其含量低，薄膜太??；8 0 0 ℃各個溫度區(qū)間可以檢測到M n S i l ．7 3 薄膜存在，但薄膜表面雜質(zhì)過多、有燒結(jié)殘留物質(zhì)存在。( 2 ) 等溫非接觸式生長方式制備的薄膜膜層干凈、厚度均勻一致、單相。分析不同保溫時間、不同溫度表面形貌得知，9 0 0 ℃．1 2 h 制備的薄膜表面形貌最好、最均勻、平整；分析相同保溫時間、不同燒結(jié)溫度的薄膜厚度，發(fā)現(xiàn)薄膜厚度從8 0 0 ℃．1 0