工程热物理所微纳热电薄膜材料热物性表征研究获进展

　　将热电材料制造成纳米柱状薄膜构造是一种理论上能有效降低热导率、大幅晋升热电优值的操控手段。但随之而来的问题是纳米柱状薄膜热导率的精确获取艰苦，因为Bi2Te3取向纳米柱状薄膜是由直径为微米量级的纳米柱阵列构成的多孔构造，其外面粗拙度较大，是以在外面上直接沉积百纳米厚的微型金属探测器的实验筹划无法实用。惯例的热物性测试手段已无法实用于该类外面多孔、厚度为微米量级构造热输运特点的表征。

　　近日，中国科学院工程热物理研究所传热传质研究中间在多年从事微纳标准热物性测量的基本上，成长了基于谐波探测的3ω办法，实现了Bi2Te3取向纳米柱状微纳复合薄膜热导率的测试。课题组提出一种新型的3ω法测试构造：在玻璃基底上直接沉积3ω法的四电极微型镍传感器，然后在其上沉积绝缘层，最后发展Bi2Te3取向纳米柱状薄膜。各层材料的安排及厚度示于图1，个中微型镍传感器的外形示于图2。经由过程此新型测试构造，实验获得的Bi2Te3纳米柱状薄膜的热导率和热扩散率分别为1.0W/(m·K)和1.26×10-6m2/s，与文献猜测成果吻合优胜。该办法为微纳热电薄膜材料热输运机能供给了靠得住评价手段。