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Bi0.4Sb1.6Te3薄膜结构表征及代位掺杂分析

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图6-18所示为Bi0.4Sb1.6Te3薄膜和Sb2Te3薄膜的XRD衍射谱图。Bi0.4Sb1.6Te3薄膜的颗粒尺寸达到79.94 nm,约为Sb2Te3薄膜颗粒尺寸的2.2倍。这可能归因于较大的Bi原子引入到Sb2Te3的晶格位后抵消了薄膜内部分的收缩应力,使晶格结构更加稳定,从而促进微晶的生长。图6-18XRD衍射谱图Bi0.4Sb1.6Te3;Sb2Te3对制备的Bi0.4Sb1.6Te3薄膜进行了透射电子显微镜检测。明亮的六角对称选区电子衍射模式显示出微晶具有良好的单晶结构,这清楚地表明Bi原子被成功引入到了Sb2Te3的Sb晶格位点,形成了代位掺杂的薄膜。

Bi0.4Sb1.6Te3薄膜结构表征及代位掺杂分析

如图6-18所示为Bi0.4Sb1.6Te3薄膜和Sb2Te3薄膜的XRD衍射谱图。Sb2Te3薄膜所有明显的衍射峰对应斜方六面体相(JCPDS 15-0874,R3m),薄膜具有(00l)取向。Bi0.4Sb1.6Te3薄膜的颗粒尺寸达到79.94 nm,约为Sb2Te3薄膜颗粒尺寸(36.24 nm)的2.2倍。这可能归因于较大的Bi原子引入到Sb2Te3的晶格位后抵消了薄膜内部分的收缩应力,使晶格结构更加稳定,从而促进微晶的生长。增强的结晶度可以通过Bi0.4Sb1.6Te3薄膜更尖锐和更强的衍射峰信号反映出来。

图6-18 XRD衍射谱图

(a)Bi0.4Sb1.6Te3;(b)Sb2Te3

对制备的Bi0.4Sb1.6Te3薄膜进行了透射电子显微镜(TEM)检测。将沉积到Si基片上的薄膜刮下来,用无水乙醇冲到测试用的铜网上,然后使其自然干燥,获得检测样品。如图6-19所示分别是Bi0.4Sb1.6Te3薄膜的低倍和高倍TEM图像,图6-19(a)右上方小图为选区电子衍射图,检测区域在图中用白色的圆圈标记。明亮的六角对称选区电子衍射模式显示出微晶具有良好的单晶结构,这清楚地表明Bi原子被成功引入到了Sb2Te3的Sb晶格位点,形成了代位掺杂的薄膜。从图6-19(b)可以清楚地看到明显的晶格条纹,相邻条纹的间距大约为0.332 nm,是Sb2Te3的(2011)晶面。(www.xing528.com)

图6-19 Bi0.4Sb1.6Te3薄膜的TEM图像

(a)低倍(12 000倍);(b)高倍(500 000倍)

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