MnTe单晶薄膜的外延制备、本征点缺陷结构及电输运优化

摘要：

砷化镍型MnTe化合物是一类重要的环境友好p型中温热电材料.低空穴浓度是制约MnTe热电材料性能优化的关键因素,目前对于MnTe热电材料的性能优化缺乏系统的实验研究.本文采用分子束外延技术制备MnTe薄膜,并用扫描隧道显微镜表征其本征点缺陷,最终通过本征点缺陷的调控实现了MnTe的电输运性能大幅优化.结果表明,Mn空位(VMn)和Te空位(VTe)是MnTe薄膜的主要本征点缺陷结构.随着薄膜生长温度(Tsub)的提高或Mn:Te束流比的降低,MnTe薄膜的空穴浓度得到了大幅提升,最高空穴浓度可达21.5×1019 cm–3,比本征MnTe块体获得的数值高一个数量级.这归因于MnTe薄膜中p型VMn浓度的显著增加,并引起电导率和功率因子的显著提升.最后,在Tsub=280℃以及Mn:Te=1:12条件下生长的MnTe薄膜获得了所有样品中最高的热电功率因子,在483 K达到1.3μW·cm–1·K–2.本研究阐明了MnTe中存在的本征点缺陷结构特征及其调控电输运的规律,为进一步优化MnTe材料的空穴浓度和电输运性能提供了借鉴.

关键词：MnTe薄膜、分子束外延、本征点缺陷、电输运性能

所属期刊栏目：71

分类号：TB383;O4;TN304.055

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;资助的课题

在线出版日期：2022-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：318-327