الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۴
کد مقاله
PHY14
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
مواد غشایی نازک چندلایه BixTe3/Sb2Te3 نانومقیاس برای رسانایی گرمایی کاهش یافته
نام انگلیسی
Nanoscale BixTe3/Sb2Te3 multilayer thin .lm materials for reduced thermal conductivity
تعداد صفحه به فارسی
۱۷
تعداد صفحه به انگلیسی
۴
کلمات کلیدی به فارسی
چندلایه، کاشت یون Si با انرژی بالا، تلوراید آنتیموان، تلوراید بیسموت، طیف سنج پراکنش عقبی (بک‌اسکترینگ) رادرفورد، سیستم اندازه‌گیری رسانایی گرمایی بروش ، ضریب سیبک ، رسانایی دمایی
Center for Irradiation of Materials, Alabama A&M University; Elsevier
کشور
ایالات متحده
مواد غشایی نازک چندلایه BixTe3/Sb2Te3 نانومقیاس برای رسانایی گرمایی کاهش یافته
چکیده
غشاهای نازک چندلایه با استفاده از تبخیر آنتیموان جامد (III) تلوراید و بیسموت (III) تلوراید بعنوان مواد ترموالکتریک (TE) بصورت ترتیبی رشد داده شد. غشاهای چندلایه رشد داده شده دارای ساختار متناوب متشکل از یازده یا سی و نه لایه غشاء نازک جایگزین می‌باشند، ضمن آنکه ضخامت هر لایه نیز nm10 است. آنالیز طیف سنج پراکندگی بازگشتی رادرفورد (RBS) نشان می‌دهد که لایههای تلوراید آنتیموان ته‌نشین یا ترکیب شده دارای استوکیومتری مورد نظر Sb2Te3 بوده و لایههای تلوراید بیسموت بصورت Bi1.1Te3.0 می‌باشند. برای اندازه‌گیری رسانایی گرمایی غشاهای نازک چندلایه از سیستم اندازه‌گیری رسانایی گرمایی استفاده شد. همچنین به منظور ارتقای رسانایی گرمایی غشاهای نازک چندلایه، کاشت یون ۵ MeV Si در دستور کار قرار گرفت. ادوات ترموالکتریک نیز ساخته شدند تا با استفاده از آنها برای اندازه‌گیری ولتاژ ترموالکتریک سطح متقاطع یا رنده‌ای و تعیین ضریب سیبک با استفاده از غشاهای نازک چندلایه اقدام شود. علاوه براین ، در این تحقیق مشخص گردید که مواد غشای نازک چندلایه نانوساختار از رسانایی دمایی کمتری در مقایسه با مواد حجیم متعارف بهره‌مند می‌باشند و همچنین کاشت یون Si می‌تواند رسانایی دمایی غشاهای نازک چندلایه را کاهش دهد.
کلمات کلیدی: چندلایه، کاشت یون Si با انرژی بالا، تلوراید آنتیموان، تلوراید بیسموت، طیف سنج پراکندگی بازگشتی رادرفورد، سیستم اندازه‌گیری رسانایی گرمایی بروش ، ضریب سیبک ، رسانایی دمایی
مواد غشایی نازک چندلایه BixTe3/Sb2Te3
۱- مقدمه
در این مقاله، ما رشد نانومقیاس غشاهای نازک چندلایه BixTe3/Sb2Te3، با استفاده از تبخیر تلوراید آنتیموان جامد و تلوراید بیسموت بعنوان مواد ترموالکتریک (TE)، را گزارش نموده‌ایم. مواد ترموالکتریکی برای کاربردهای تولید نیروی ترموالکتریک و خنک‌سازی میکروالکتریک مفید می‌باشند. تاثیر ترموالکتریک در حقیقت ظهور یک میدان الکتریکی همراه با یک گرادیان دمایی بکار گرفته شده در یک ماده می‌باشد، در حالیکه تاثیر معکوس ، تاثیر پلتیر، را می‌توان برای خنک سازی مورد استفاده قرار داد. ژنراتورهای نیروی ترموالکتریک و ادوات خنک سازی ترموالکتریک از مزیت ساده بودن آن هم در حد زیاد آن برخوردارند و برای عمل کردن به هیچگونه قطعه متحرک دیگر و یا سیالات حجیم دیگری نیاز ندارند. با این وجود، استفاده از ادوات ترموالکتریک در حال حاضر محدود به کارایی پایین آنها می‌باشد. کمیت عملکرد مواد ترموالکتریکی و ادوات مرتبط با آن بر اساس ضریب کیفی بدون بعد ، ZT ، مشخص می‌گردد، جائیکه Z اندازه‌گیری خصیصه‌های ترموالکتریکی مواد بوده و T دمای مطلق محسوب می‌شود. ZT بصورت ذیل تعریف می‌شود: . جائیکه رسانایی الکتریکی ، K رسانایی دمایی و S ضریب سیبک می‌باشد. ZT ممکن است با افزایش S ، افزایش ، یا کاهش K افزایش یابد. ولی یافتن همزمان خیصه‌های رسانایی بالای الکتریکی ، ضریب سیبک بالا و همچنین رسانایی دمایی پایین در مواد ترموالکتریکی مشکل می‌باشد.
اخیرا مواد ترموالکتریکی نانوساختار بوسیله محققین بصورت تجربی و تئوریکی به میزان گسترده‌ای مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته‌اند. در این مطالعه ، این امر محقق شده است که مهندسی نانوی مواد ترموالکتریک می‌تواند منجر به مقادیر بالاتر ZT شود. تلوراید آنتیموان و تلوراید بیسموت بعنوان مواد متعارف و مناسب ترموالکتریک مورد شناسایی قرار گرفته‌اند. آنها بعنوان آلیاژهای نیمه فلزی بشمار آمده و دارای رسانایی الکتریکی مناسب و رسانایی دمایی پایینی می‌باشند. ما نسبت به رشد نانومقیاس تلوراید آنتیموان و تلوراید بیسموت مواد غشای نازک چندلایه اقدام نموده و برای دستیابی به رسانایی دمایی پایین از کاشت یون Si با انرژی بالا استفاده نمودیم. بمباران یون با انرژی بالا می‌تواند باعث تولید نانوساختار شود و در عین حال قادر می‌باشد تا خصیصه‌های مواد را نیز تغییر دهد. ضریب سیبک سطح متقاطع غشاها یا لایههای نازک را می‌توان با اندازه‌گیری تفاوت دمایی بین سطوح بالایی و پایینی لایهها و ولتاژ سیبک بدست آورد. همچنین رسانایی دمایی لایههای نازک را می‌توان با استفاده از روش اندازه‌گیری نمود.
مواد غشایی نازک چندلایه BixTe3/Sb2Te3
۲- جزئیات مربوط به آزمایش
سیستم رسوبی CIM-AAMU تبخیرکننده‌های دو تفنگی الکترونی برای تبخیر مواد جامد به منظور رشد غشاهای نازک چند لایه در سطوح لایههای زیرین مورد استفاده قرار گرفت. با پمپ شدن سیستم رسوبی با استفاده از پمپ برودتی فشار زمینه‌ای ۲ * ۱۰ -۶ Torr بدست آمد. ۹۹٫۹۹۹% آنیموان جامد (III) تلوراید و بیسموت (III) تلوراید از آلفا ازار برای رسوب لایههای BixTe3و Sb2Te3مورد استفاده قرار گرفت. غشاهای چندلایه بصورت ترتیبی ته نشین شده تا آنکه ساختار متناوب متشکل از یازده یا سی و نه لایه غشاء نازک جایگزین با ضخامت هر لایه nm10 را داشته باشند. هر دوی لایههای بالایی و پایینی تلوراید آنتیموان می‌باشند. ضخامت این لایهها بوسیله مانیتور رسوب INFICON در طی مرحله رسوب کنترل می‌شود. نوارهای کوچک پلاتین در بالا و پایین غشاهای چندلایه بعنوان سنسور گرمکن و دما قرار داده می‌شود. همچنین برای رسوب لایههای نازک و ساخت ادوات ترموالکتریک زیرلایه‌های سیلیکون به قطر ۵ سانتی‌متر و نیترید آلومینیوم ۵ * ۵ سانتی متر بکار گرفته شد. علاوه بر این ، برای کاشت یون Si با انرژی بالا شتاب دهنده پرتوی یون CIM-AAMU مورد استفاده قرار گرفت. بعلاوه، نرم‌افزار شبیه‌سازی SRIM برای شبیه‌سازی توزیع یونهای Si کاشته شده بکار گرفته شده و مقدار انرژی یون Si به میزان ۵ MeV نیز یافت گردیده که اجازه می‌داد محدوده یونهای Si ماورای غشاهای چندلایه ، کاملا در لایههای زیرین ، قطع گردد. نرم‌افزار شبیه‌سازی RUMP نیز برای آنالیز طیف RBS تراکمهای عنصری در لایهها بکار گرفته شد.
مواد غشایی نازک چندلایه BixTe3/Sb2Te3
۳- نتایج و مباحث
لایههای نازک تلوراید آنتیموان و تلوراید بیسموت بر روی زیرلایه‌های سیلیکون برای آنالیز طیف سنجی پراکندگی بازگشتی رادرفورد (RBS) رشد داده شد. شکل ۱ و ۲ نشان دهنده طیف RBS لایههای تلوراید آنتیموان و تلوراید بیسموت ونتایج شبیه‌سازی RUMP آنها می‌باشد. شبیه‌سازی RUMP برای بررسی استوکیومتری لایهها بکار گرفته شد. نتایج این شبیه‌سازی حاکی از این می‌باشد که لایههای تلوراید آنتیموان رشد داده شده Sb2Te3می‌باشد ، در حالیکه لایههای تلوراید بیسموت به میزان متوسطی خصیصه Bi1.1Te3.0 را بخود اختصاص می‌دهند. شکل پیک طیف RBS در تصویر ۲ نشانگر آن است که در لایههای تلوراید بیسموت رشد داده شده ترکیب غیریکپارچه‌ای وجود دارد.
…
غشای نازک چند لایه که از ۳۹ لایه بهره‌مند است ، بوسیله یونهای Si۵MeV بمباران شده تا آنکه رسانایی گرمایی بهبود یابد. شکل ۴ نشان دهنده رسانایی گرمایی اندازه‌گیری شده بعنوان تابع فلونس دریافت شده از یونهای Si می‌باشد. رسانایی گرمایی همراه با افزایش فلونس ۱۰۱۴ * ۱ به ۱۰۱۵ * ۱ ions/cm2از ۴٫۹۶ به ۳٫۷۷ mW/cm2کاهش می‌یابد و سپس در فلونس ۵*۱۰۱۵ ions/cm2 به ۴٫۴۵ mW/cm K افزایش می‌یابد. کاشت یون Si با انرژی بالا باعث بروز رسانایی دمایی کمتری در لایهها می‌شود.
مواد غشایی نازک چندلایه BixTe3/Sb2Te3
۴- خلاصه / نتیجه گیری
غشاهای نازک چندلایه BixTe3/Sb2Te3بوسیله تبخیر تلوراید آنتیموان جامد و تلوراید بیسموت رشد داده شد. لایههای تلوراید آنتیموان رشد داده شده دارای استوکیومتری Sb2Te3و لایههای تلوراید بیسموت Bi1.1Te3.0 بودند. ادوات ترموالکتریک با استفاده از غشاهای چندلایه ساخته شده و ضریب سیبک و رسانایی گرمایی غشاهای نازک چندلایه اندازه‌گیری شد. ساختارهای چندلایه نانومقیاس رسانایی گرمایی کمتری را بوجود می‌آورند. پس از آن کاشت یون Si۵ Mev برای ارتقای رسانایی گرمایی بکار گرفته شد و رسانایی گرمایی کمتر بوسیله کاشت یون Si با انرژی بالا بدست آمد. غشاهای نازک چندلایه BixTe3/Sb2Te3نانومقیاس از اینرو رسانایی کم دمایی را نشان داده و می‌تواند بعنوان کاندید مناسبی برای مواد ترموالکتریکی و کاربردهای ابزارهای آن مطرح باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
