碲化铋基热电薄膜的制备及性能研究
Advances in Material Chemistry 材料化学前沿, 2017, 5(4), 104-109
Published Online October 2017 in Hans. https://www.360docs.net/doc/c615803208.html,/journal/amc
https://https://www.360docs.net/doc/c615803208.html,/10.12677/amc.2017.54014
Fabrication of Bi2Te3-Based
Thermoelectric Thin Films and
Study on the Properties
Kaiyang Wang, Zhiting Geng*, Hansheng Qiao, Tan Li, Wenling Ruan
School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing
Received: Oct. 12th, 2017; accepted: Oct. 23rd, 2017; published: Oct. 31st, 2017
Abstract
Thermoelectric material can realize the direct conversion of heat energy and electric energy. It is
a kind of energy material without noise pollution, no harmful substance emission, long life and
high reliability. As one of the most efficient thermoelectric materials at room temperature, Bi2Te3 has shown great potential for commercializing. Bi2Te3 thin films have been prepared by RF magnetron sputtering. The effect of sputtering time and substrate temperature on the thermoe-lectric properties of the films has been investigated. The phase, crystallization and surface condi-tions of the films were characterized by XRD and SEM, and the stoichiometry of the films was ana-lyzed by EDS. Meanwhile, the Seebeck coefficient and electrical conductivity near room tempera-ture films were determined, and in order to measure the thermoelectric properties under differ-ent process parameters for thin film, power factor was calculated. Finally, the sputtering time of
10 min film has the highest power factor.
Keywords
Thermoelectric Material, Magnetron Sputtering, Thin Film, Bi2Te3
碲化铋基热电薄膜的制备及性能研究
王凯扬，耿志挺*，乔汉森，李坦，阮文灵
清华大学材料学院，北京
收稿日期：2017年10月12日；录用日期：2017年10月23日；发布日期：2017年10月31日
*通讯作者。
王凯扬 等
摘 要
热电材料可以实现热能与电能的直接转化，是一种无噪声污染、无有害物质排放、寿命长、可靠性高的
能源材料。碲化铋基热电材料为室温区段性能最好的材料之一，具有巨大的应用潜力。本文利用射频磁控溅射法制备了碲化铋基热电薄膜，研究了溅射时间以及磁控溅射过程的衬底温度对薄膜热电性能的影响。利用XRD 与SEM 表征了薄膜的相、结晶情况以及表面情况，利用EDS 分析了薄膜的化学计量比。同时测定了室温附近薄膜的塞贝克系数与电导率，计算了功率因子用以衡量不同工艺参数下薄膜的热电性能。从功率因子的计算结果可以看出，溅射时间为10 min 的薄膜热电性能较优。
关键词
热电材料，磁控溅射，薄膜，碲化铋
Copyright ? 2017 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/c615803208.html,/licenses/by/4.0/
1. 引言
热电器件是一种利用半导体材料的塞贝克(Seebeck)效应和帕尔帖效应(Peltier)实现热能和电能直接相互转换的技术[1]。具体可以分为热电发热器件和热电制冷器件。热电发电器件是根据塞贝克效应制造的能把热能直接转换成电能的一种元件，其工作原理如图1(a)所示，n 型半导体的传输方式是以电子为主，载流子在高温端浓度高，向浓度低的低温端扩散，由此便在低温端聚集了大量电子而形成半导体的负极，在高温端剩下大量空穴而成为正极，此形成一个温差热电动势。p 型半导体与n 型半导体类似，载流子为空穴，在高温端的浓度较高，向低温浓度低的一端扩散后，由此便在低温端聚集了大量空穴而形成半导体的正极，而在高温端剩下大量带负电荷的自由电子而成负极。对热电制冷器件而言(如图1(b)所示)，利用帕尔贴效应，电流通过热电器件，可在一端吸热，在另一端放出热量。从热电器件工作的原理不难看出，好的热电材料要求高的Seebeck 系数(α)、低的热导率(κ)、高的电导率(σ)，较高的Seebeck 系数和较高的电导率可以提高热量的输送效率，而低的热导率则可以减少热量从高温端向低温端的扩散[2]。
(a) Power generation (b) Cooling
(a) 发电 (b) 制冷
Figure 1. Working principle of thermoelectric devices 图1. 热电器件工作原理
Open Access
王凯扬等
Bi2Te3基热电材料是现有热电材料中在室温附近热电性能最好的材料之一，是制备高性能热电薄膜器件的常用材料，在温差发电和热电制冷方面有着广泛的应用。寻求途径改善Bi2Te3的热电性能，提高其转换效率，成为研究的热点。合成Bi-Te基热电材料的方法很多，如：共蒸法、闪蒸法、有机金属化学气相沉积、电化学原子层外延法、脉冲激光法、分子束成长法、离子束溅射、磁控溅射等[3]。其中，射频磁控溅射在较低功率和气压条件下工作，能更好地控制薄膜厚度，并具有快而稳的沉积速率，杂质含量少，成分和靶材的成分相同等优点[4]。基于此，本文采用射频磁控溅射法制备Bi2Te3热电薄膜，并通过调控溅射时间以及磁控溅射过程的衬底温度来获得最佳参数以优化薄膜的热电性能。
2. 实验方法
薄膜制备：溅射衬底为边长20 mm的石英玻璃片，溅射靶材为Φ60 mm × 3 mm，纯度为99.99%的Bi2Te3靶(北京亿品川成有限公司生产)。溅射时采用射频模式，溅射功率为75 W，腔体内部气压为0.55 Pa，Ar流量为19 cm3/min。本实验中共设置四个实验组，1#，2#与3#样品的溅射时间为10 min，20 min，
30 min，衬底不加热；4#样品在衬底加热至300℃后开始溅射，溅射时间为20 min。
薄膜表征：采用日本JEOL公司生产的多晶X射线衍射仪表征薄膜的相成分与结晶状况，采用Cu 的Kα1特征射线，扫描范围2θ从20?至80?，扫描速度为4?/min。利用德国Zeiss公司生产的Merlin扫描电子显微镜观察薄膜形貌，利用其上配备的能谱仪测试薄膜的成分。采用AMBIOS生产的AMBIOSXP-1型台阶仪测试薄膜厚度。采用四探针法测试薄膜电阻率。采用课题组自主搭建的测试平台测量Seebeck 系数，其中测试原理与仪器图发表在文献[5]。
3. 结果与分析
3.1. XRD分析
采用XRD表征薄膜的结构，所得衍射谱图如图2所示，从图中可以看出，对于衬底未加热的实验组，随着磁控溅射时间的加长，图像中(015)最强峰的积分强度逐渐增强。这是因为，随着溅射时间的增加，薄膜的厚度逐渐增加。考虑到X射线的穿透深度一般在2 μm左右，因此在图中所示的参数条件下，随着膜厚的增加，受到照射的晶粒数目也随之增加，由于衬底石英玻璃属于非晶，不贡献衍射强度，因此厚度越大，衍射的积分强度越大。
另一方面，对比加热衬底(即20 min退火)与未加热衬底(20 min)的薄膜可以看出，对衬底进行加热后的积分强度下降，同时峰显著展宽，根据Scherrer公式，晶粒尺寸D反比于衍射峰的半高全宽，因此，经过加热后的薄膜晶粒尺寸变小，结晶情况变差。这与文献[6]的报导有所差别，可能的原因是本实验中采取的退火温度更高，因而导致部分的Te从晶格中挥发，从而导致Bi2Te3偏离了理想的化学计量比，造成了缺陷浓度的显著上升，结晶性能变差。
3.2. SEM分析
采用SEM表征薄膜结构，并使用其配备的特征X射线能谱仪(EDS, Energy Dispersive Spectroscopy)表征薄膜的元素组成，其结果如图3所示，其中图3(a)表示溅射20 min、衬底不加热所得形貌图；图3(b)则表示溅射20 min、衬底300℃加热所得形貌图。从图中可以看出，300℃所得薄膜的SEM图像衬度很低，很难辨别晶粒与晶界，说明薄膜的表面非常平整，这与文献[7][8]的报导吻合。分析原因后认为，光滑的表面是由于在300℃的条件下，到达基底的Bi2Te3会发生熔化，不能很好地结晶与生长。同时，从EDS 的分析结果表明，在不对衬底进行加热时，n(Te):n(Bi) = 3:2，很好地符合化学计量比。然而，加热条件下薄膜的化学计量比大幅改变，Te的原子百分数低于Bi进一步佐证了Te大量挥发的现象。
王凯扬等
Figure 2. XRD patterns of different samples
图2. 不同样品的XRD谱图
Figure 3. SEM of samples sputtered for 20 minutes with substrates at (a) ambient condition and (b)
300?C
图3. 溅射20 min (a) 衬底不加热SEM (b) 衬底300℃加热所得薄膜的SEM
3.3. 薄膜厚度测试
薄膜的厚度采用台阶仪器测量，测量的原理为：利用探针在表面上进行线扫，扫描的过程中扫过镀膜区与非镀膜区，从曲线上读出高度差即为薄膜的厚度。图4是不同溅射时间所得薄膜的厚度图。在台阶仪测试的过程中，每个薄膜进行三次线扫，所得数据求平均得到膜厚，图中的误差线代表了测试值的范围。
另外，从图中可以看出，薄膜的厚度随着溅射时间的增加而呈现线性增加，说明整个过程中溅射产额稳定，同时薄膜较厚，岛状生长产生的不均匀可以忽略。
3.4. 热电性能测试
材料的热电性能可以用热电优值Z来衡量，Z的表达式为：Z = α2σ/κ，其中α为Seebeck系数，σ为电导率，κ为热导率[9]。然而，由于薄膜的热导测试装置很复杂，因此对热电薄膜而言，人们常常使用功率因子S来表达薄膜的热电性能，S的表达式为S = α2σ，各物理量的含义与前述相同。
王凯扬等
Figure 4. The thickness of the samples
measured by step instrument
图4. 台阶仪膜厚测试结果
Figure 5. Measurement of (a) resistance; (b) Seebeck coefficient
图5. (a) 电阻率测试结果；(b) Seebeck系数测试结果
Table 1. Thermoelectric performance evaluation of different samples
表1.不同样品的热电性能评价
Samples 10 min 20 min 30 min 20 min-Annealed
α(μV/K)?120.50 ?85.27 ?95.14 ?46.44
σ (S/cm) 0.71 0.79 0.91 1.30 S (10?10 V2A/Km) 10309 5744 8237 2803
实验中采用四探针法测得薄膜的电阻率，所得结果如图5(a)所示；同时在薄膜表面镀上Ag电极并进行Seebeck系数测试，测试结果如图5(b)所示，注意图中纵坐标为负值，这是由Seebeck系数的定义dV/dt 决定的，其中V为电压，T为温度。
将电阻率换算得到电导率，进一步得到功率因子如表1所示。
4. 结论
通过测定薄膜在室温附近的塞贝克系数与电导率，并计算出功率因子用以衡量不同工艺参数下薄膜的热电性能。从功率因子的计算结果可以看出，溅射时间为10 min的薄膜热电性能较优。同时，对比加热衬底与不加热样品的数据，会发现在300℃下加热衬底会使得热电性能恶化现象，分析原因是由于Te 的挥发而造成的。
基金项目
清华大学实践教学教改研究项目(ZY01-2)。
王凯扬等
参考文献(References)
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铋基类钙钛矿铁电材料的合成及性质研究
铋基类钙钛矿铁电材料的合成及性质研究 【摘要】：近年来,铋基类钙钛矿铁电材料是铁电和固态电解质材料应用领域备受关注的功能材料之一,其应用研究已成为固态电子学领域的研究热点。它的高居里温度、低介电常数、良好的抗疲劳性、高氧离子导电率和环境友好,在铁电存储器和中低温固态氧化物燃料电池(SOFC)等应用上具有潜在的发展前景。但是,满足器件用的铋基类钙钛矿材料还面临若干问题,例如,铋基铁电薄膜的各向异性和结构稳定性问题,电解质材料满足器件集成的制备工艺和热稳定问题等。本论文以钒酸铋(Bi_2VO_(5.5),BVO)及其金属掺杂材料为研究对象,针对以上问题研究了BVO体系铁电薄膜和Bi_2ME_(0.1)V_(0.9)O_(5.5-δ)(BIMEVOX.10)电解质材料的制备及性能。主要研究结果如下:(1)采用化学溶液沉积(CSD)法,分别在LaNiO_3(LNO)/Si(100)、Pt/TiO_2/SiO_2/Si(100)衬底上制备了c轴取向的高质量BVO薄膜。并对CSD工艺做了改进,用钒无机盐替代最初采用的乙酰丙酮氧钒,成功解决了金属醇盐价格昂贵且不易保存的问题。深入研究了不同退火温度对BVO薄膜性能的影响。700℃退火后的BVO薄膜显示出最优的性能,具有高度c轴取向,剩余极化和漏电流密度提高到10.62μC/cm~2和 1.92×10~(-8)A/cm~2。分析了260-480K温度范围的介电特性,发现BVO薄膜中存在的多分散弛豫由氧空位等缺陷引起,传导机制主要为氧空位传导。(2)研究了BVO薄膜与p-Si(100)衬底集成所形成
MFIS(Metal-Ferroelectrics-Insulator-Semiconductor)结构的C-V特性,记忆窗大小约0.5V,这为BVO薄膜在场效应型铁电存储器的应用提供了优化的工艺条件。采用椭偏光谱获得了BVO薄膜的光学常数,有助于开发其光学特性上的应用。(3)首次用CSD法合成了具有良好铁电特性的混合铋基类钙钛矿铁电薄膜Bi_2VO_(5.5)-Bi_4Ti_3O_(12),薄膜剩余极化2P_r提高到12.46μC/cm~2,漏电流密度为1.17×10~(-8)A/cm~2。为提高BVO材料的铁电特性提供了新技术途径。(4)首次系统研究了不同比例La掺杂对BVO薄膜介电特性的影响。La掺杂使BVO薄膜的介电常数、介电损耗增加,在少量掺杂(0.025摩尔比)时表现最明显。其机理在于低浓度的La会先进行V位替换,La~(3+)和V~(5+)间的非等价替代及原子半径间的巨大相差,引起晶格体积膨胀和晶格扭曲的结构重排,引发氧空位V_o~¨等缺陷,造成介电常数、介电损耗的增加和弛豫程度的显著增强。(5)用CSD法成功制备了BIMEVOX.10(ME=Ti,Co,Fe,Ni,Mn)薄膜,研究了其结构和电学特性。重点讨论了BIMNVOX.10薄膜在300-485K温度范围的电特性,研究表明BIMNVOX.10薄膜的介电弛豫可能是由氧空位的短程扩散传导引起,属于多分散性弛豫。发现BIMNVOX.10薄膜具有室温弱铁磁特性。(6)深入研究了BIMEVOX体系电解质材料中具有最高电导率的Bi_2Cu_(0.1)V_(0.9)O_(5.35)(BICUVOX.10)粉体和薄膜材料的制备和特性。采用化学溶液法制备了BICUVOX.10纳米粉末,比常规固相法的合成温度降低了～300℃。研究了PEG4000表面活性剂、制备方法和粉末分散性间的联系。发现PEG4000能有效改变纳米颗
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热电材料(全面的)
热电材料 thermoelectric material 将不同材料的导体连接起来，并通入电流，在不同导体的接触点——结点，将会吸收(或放出)热量.1834年，法国物理学家佩尔捷(J.C.A.Peltier)发现了上述热电效应.1838年，俄国物理学家楞次(L.Lenz)又做出了更具显示度的实验：用金属铋线和锑线构成结点，当电流沿某一方向流过结点时，结点上的水就会凝固成冰；如果反转电流方向，刚刚在结点上凝成的冰又会立即熔化成水. 热电效应本身是可逆的.如果把楞次实验中的直流电源换成灯泡，当我们向结点供给热量，灯泡便会亮起来.尽管当时的科学界对佩尔捷和楞次的发现十分重视，但发现并没有很快转化为应用.这是因为，金属的热电转换效率通常很低.直到20世纪50年代，一些具有优良热电转换性能的半导体材料被发现，热电技术(热电制冷和热电发电)的研究才成为一个热门课题. 目前，在室温附近使用的半导体制冷材料以碲化铋(Bi2Te3)合金为基础.通过掺杂制成P 型和N型半导体.如前所述，将一个P型柱和一个N型柱用金属板连接起来，便构成了半导体制冷器的一个基本单元，如果在结点处的电流方向是从N型柱流向P型柱，则结点将成为制冷单元的“冷头”(温度为Tc)，而与直流电源连接的两个头将是制冷单元的“热端”(温度为Th). N型半导体的费米能级EF位于禁带的上部，P型的则位于禁带的下部.当二者连接在一起时，它们的费米能级趋于“持平”.于是，当电流从N型流向P型时(也就是空穴从N到P；电子从P到N)，载流子的能量便会升高.因此，结点作为冷头就会从Tc端吸热，产生制冷效果. 佩尔捷系数，其中是单位时间内在结点处吸收的热量，I是电流强度，Π的物理意义是，单位电荷在越过结点时的能量差.在热电材料研究中，更容易测量的一个相关参数是泽贝克(Seebeck)系数α,，其中T是温度.显然，α描述单位电荷在越过结点时的熵差. 对于制冷应用来说，初看起来，电流越大越好，佩尔捷系数(或泽贝克系数)越大越好.不幸的是，实际非本征半导体的性质决定了二者不可兼得：电流大要求电导率σ高，而σ和α都是载流子浓度的函数.随着载流子浓度的增加，σ呈上升趋势，而α则下跌，结果ασ只可能在一个特定的载流子浓度下达到最大(注：由热激活产生的电子-空穴对本征载流子，对提高热电效益不起作用). 半导体制冷单元的P型柱和N型柱，都跨接在Tc和Th之间.这就要求它们具有大的热阻.否则，将会加大Tc和Th间的漏热熵增，从而抵消从Tc端吸热同时向Th端放热的制冷效果.最终决定热电材料性能优劣的是组合参数，其中κ是材料的热导率.参数Z和温度T的乘积ZT无量纲，它在评价材料时更常用.目前，性能最佳的热电材料，其ZT值大约是1.0.为要使热电设备与传统的制冷或发电设备竞争，ZT值应该大于2. Glen Slack把上述要求归纳为“电子-晶体和声子-玻璃”.也就是说，好的热电材料应该具有晶体那样的高电导和玻璃那样的低热导.在长程有序的晶体中，电子以布洛赫波的方式运动.刚性离子实点阵不会使传导电子的运动发生偏转.电阻的产生来源于电子同杂质、晶格缺陷以及热声子的碰撞.因此，在完善的晶体中σ可以很大. 半导体中的热导包含两方面的贡献：其一由载流子(假定是电子)的定向运动引起的(κe)；其二是由于声子平衡分布集团的定向运动(κp).根据维德曼-弗兰兹定律，κe∝σ.人们不可能在要求大σ的同时，还要求小的κ e.减小热导的潜力在于减小κp，它与晶格的有序程度密切相关：在长程有序的晶体中，热阻只能来源于三声子倒逆(umklapp)过程和缺陷、
高纯碲的制备方法
第12卷稀散金属专辑广东有色金属学报Vol112,D M Special 2002年9月JOURNAL OF GUAN G DON G NON2FERROUS METAL S Sep.2002 文章编号:1003—7837(2002)Dissipated Metals S pecial—0051—04 高纯碲的制备方法 王 英,陈少纯,顾 珩 (广州有色金属研究院化工冶金研究室,广东广州 510651) 摘 要:对制备高纯碲的两种方法———电解精炼法和真空蒸馏法,从理论依据到工艺参数的控制以及生产实践中存在的问题分别进行了阐述.以二氧化碲为原料采用电解精炼法制备碲,其纯度为99199%;粗碲真空蒸馏制备高纯碲的方法具有流程短、碲回收率高、生产成本低以及劳动环境好等优点,此法制备的碲的纯度达991999%以上.根据原料的不同及对产品碲的纯度的要求选择不同的生产方法. 关键词:高纯碲;电解精炼;真空蒸馏 高纯碲是制备化合物半导体材料的基础材料.例如碲化镉可以用来制造发光二极管、辐射探测器和太阳能电池;碲汞镉合金是红外发射体和探测器的最佳材料;碲铋硒锑合金是一种重要的温差热电材料,可以用来发电和致冷.致冷的原理是通过半导体在一个结上吸热,而在另一个结上释放热.利用这种原理制成的半导体致冷器件具有质量轻、无声音震动的特点.可以用于饮水机、冰箱、空调等民用产品的致冷,也可以使用在宇宙动力系统、航标、高空天气记录仪表、军用雷达冷却器及潜艇空调装置中.用于制备碲铋硒锑合金材料的金属碲的纯度必须达到4N以上才能满足原料要求,否则直接影响到半导体器件的致冷效果.制备高纯碲的方法很多,主要有化学法[1]、电解法和真空蒸馏法.根据我们已有的生产经验在这里主要介绍后两种方法. 1 电解精炼 电解精炼法是将经过提纯的二氧化碲溶入氢氧化钠溶液配制成电解液,游离碱度控制在100g/L,以不锈钢板作阴极,普通铁板为阳极,在一定的电流、温度和时间下,在阴极板上得到产品碲. 1.1 电解精炼的理论依据 电解液中的主要离子是Na+,T eO2-3,PbO-2,SeO2-3,AsO-2,其中T eO2-3,PbO-2,SeO2-3, AsO-2均可在阴极上沉积,阳极上发生的是简单的吸氧反应.在实际的电解过程中,重点是控制电解液中铅和硒的浓度,否则它们将在阴极上大量沉积,直接影响产品碲的质量.对于碲的电解工艺条件,笔者曾进行过研究. 1.1.1 铅与碲的共沉积[3]及铅的控制 在实际电解过程中,铅硒与碲的共沉积除了与自身的浓度有关外,还受电流密度、电解液的流速、电解温度、游离碱的浓度以及碲的浓度的影响.Bernhard Handle运用统计法设计了一套试 作者简介:王英,女,山西太原人,工程师,硕士.
热电纳米材料碲化铋.doc
2Te3)> 热电纳米材料碲化铋 (Bi2Te3) - 热电材料是一种在固体状态下就可使热能与电能相互转换（静态能量转换）的材料。它能做成重量轻、体积小的微型半导体制冷器，解决计算机技术、航天技术、超导技术及微电子技术等高技术领域的制冷难题。目前，热电半导体产业已延伸至国际上最为热门的新材料、新能源等高新产业。商用热电行业的原料主要是Bi2Te3 基热电半导体材料。Bi2Te3基热电半导体材料以炼铜的副产物铋、碲、硒等为原料，按一定的配比和特殊的掺杂经定向生长得到Bi2Te3基热电半导体晶棒。 目前，用低维化和纳米化来实现电、声输运特性的协同调控，从而优化材料的热电性能，是热电材料领域的一个重要研究方向。主要通过外混、原位复合等方式引入纳米颗粒，纳米颗粒的散射中长波长的声子，从而降低材料的晶格热导率，同时纳米化有助于载流子在费米能级附近态密度的提高，纳米颗粒构成的界面所产生的界面势垒能有效过滤低能量载流子，从而增大赛贝克系数。 本书综述了热电纳米材料碲化铋（Bi2Te3）的最新研究进展，包括最新的合成方法、结构表征方法、热电性能及理论模型分析，另外，书中还介绍了热电材料器件应用于不同的新能源发电设备以及分析热电材料的商业潜能。 全书共12章：1.热电材料的概述。包括热电材料的Seebeck效应、Peltier效应等三种热电效应，半导体材料等内容；2.电沉积法制备Bi2Te3基薄
膜和纳米线；3.Bi2Te3纳米线电沉积于高分子径迹蚀刻膜的合成和表征； 4.V2VI3薄膜纳米合金材料的合成和结构及传输性能表征； 5.Bi2Te3 薄膜材料结构和传输性能研究； 6.Bi2Te3 基块体纳米材料的合成方法、热电性能分析； 7.Bi2Te3 纳米线、纳米复合材料及纳米块体材料的高能X射线和中子散射分析方法；8.Bi2Te3 纳米材料的结构分析，包括单晶纳米线的化学计量分析、化学模拟分析及电子传输系数的计算等；9.Bi2Te3晶体点缺陷的密度函数理论研究；10.基于玻尔兹曼理论从头开始描述热电性质；11.VVI复合薄膜和纳米线的热导性测试方法及热电价值分析；12.用于表征纳米材料结构及单根纳米线热电性能研究的热电纳米线表征平台（TNCP）的发展。 本书作者团队的前沿科研项目得到了德国科学基金支持，作者团队具有国际化的科研水平。第1编者Oliver Eibl是Tubingen 大学应用物理学教授，负责高温超导和太阳能电池等项目，至今发表过100多篇科研，10多项发明专利，是德国热电协会成员。第2编者Kornelius Nielsch是德国汉堡大学教授，他是麻省理工的博士后，主要涉足纳米线、纳米管等领域的研究。 这是第一本关于热电材料纳米结构分析的综述类著作，具有开创性价值。书中分析了纳米材料的热电性能及传统热电材料的最新进展，内容全面丰富。 本书适合纳米复合材料领域的研究生和学者，对热电材料、纳米结构表征、Bi2Te3基热电材料、热电器件的应用等研究领域的相关人员有很大的参考价值。
碲化铋
低温热电材料碲化铋 摘要 热电材料利用材料本身的物理效应来实现电热之间的转换，既可以利用塞贝克效应将热能转化为电能，也可以利用帕尔贴效应用于制冷领域。在常温环境里，碲化铋（）系合金材料是研究最成熟、应用最广泛的一类热电材料，性能比其他材料优异。进一步提高 的热电性能及其微型热电器件的制备技术是目前研究的热点。本文简要介绍了 基半导体合金的基本构成、热电性能和制备方法。 Abstract Thermoelectric(TE) materials can realize the directly convention of electricity and thermal by the physical effect of the material, which is either used for power generations grounding on Seebeck coefficient or for cooling by Peltier effect. Bismuth telluride()-based alloys are one of the most widely studied and used thermoelectric materials，whose thermoelectric properties are better than other materials.Currently，much attention has been paid to the improvement of the thermoelectric properties of and the preparation of its thermoelectric micro-devices. This thesis introduced Bismuth telluride()-based alloys’chemical constitution, thermoelectric properties and manufacturing methods. 新能源材料和技术是二十一世纪人类可继续发展不可缺少的重要物质和技术基础之一。热电材料是一种新型的、环境友好的新能源材料，在热电致冷和热电发电方面的应用越来越广泛。由于热电发电在低温废热回收利用上具备独特的优势，而成为未来热电行业的主力发展方向。 热电材料是通过半导体材料的塞贝克（Seebeck）效应和帕尔贴(Peltier)效应实现热能与电能直接相互耦合、相互转化的一类功能材料。随着能源危机与环境污染的日益严重，热电材料因其自身具有无污染、无噪音、体积小、寿命长、可精确控制等优点引起了人们广泛的关注。不论在发电方面(如利用深层空间作业的宇宙飞船的发送机内外温差建立自动发电系统供长期宇航作业)，还是从环境保护、无震动、无噪声、微型化、易于控制、可靠性、寿命长等角度出发，热电材料都具有不可取代的优点。目前，热电材料已经成功应用到人造卫星，太空飞船，高性能接收器和传感器等领域。 基半导体合金是目前知道的室温下性能最好的热电材料。Bi和Te分别是V族和VI族元素，即为它们构成了化合物半导体。是一种天然的层状结构材料，晶体结构为R-3m斜方晶系。化合物为六面层状结构，在单胞C轴方向，Bi和Te的原子层
碲化铋热电材料
1、铋系热电材料概述： 进入21 世纪以来，随着全球工业化的发展，人类对能源的需求不断增长，在近百年中，工业的消耗主要以化石类能源为主。人类正在消耗地球50 万年历史中积累的有限能源资源，常规能源已面临枯竭。全球已探明的石油储量只能用到2020 年，天然气只能延续到2040 年左右，煤炭资源也只能维持2300 年左右。且这两种化石燃料，在使用时排放大量的CO2、SO2、NO、NO2等有害物质，严重污染了大气环境、导致温室效应和酸雨。引起全球气候变化，直接影响人类的身体健康和生活质量，严重污染水土资源。因此，开发新型环保能源替代材料已越来越受到世界各国的重视。 其中发展新型的、环境友好的可再生能源及能源转换技术引起了世界发达国家的高度重视。热电半导体是采用热电效应将热能和电能进行直接转换的一种无污染的绿色能源产品。其中温差发电是利用热电材料的Seebeck效应, 将热能直接转化为电能, 不需要机械运动部件, 也不发生化学反应。热电制冷是利用Peltier效应, 当电流流过热电材料时, 将热能从低温端排向高温端, 不需要压缩机, 也无需氟利昂等致冷剂。因而这两类热电设备都无振动, 无噪音, 也无磨损, 无泄漏, 体积小, 重量轻, 安全可靠寿命长, 对环境不产生任何污染, 是十分理想的电源和制冷器。于是美国能源部、日本宇宙航天局等发达国家的相关部门都将热电技术列入中长期能源开发计划, 我国也将热电列入国家重点基础研究发展计划(973)的大规模发展的新能源计划中。在21世纪全球环境和能源条件恶化、燃料电池又难以进入实际应用的情况下, 热电技术更成为引人注目的研究发展方向。热电半导体行业在全球来说作为一个新兴行业,每年以超过1倍的速度增长。目前, 已经商用的热电行业的原料最主要的是Bi2Te3基热电半导体材料。
行业标准《超高纯碲》编制说明
超高纯碲编制说明 送审稿 2015.7
《超高纯碲》产品标准编制说明 一、任务来源及计划要求 1．任务来源 根据工信厅科[2014] 114号文件的任务要求，委托峨嵋半导体材料研究所对2014-1428T-YS《超高纯碲》产品标准进行制定，要求在2015年内完成。 2．制定单位概况 峨嵋半导体材料研究所是1964年10月以原冶金部有色金属研究院338室和沈阳冶炼厂高纯金属车间为主组建的我国第一家集半导体材料科研、试制、生产相结合的大型企业，是有色工业重点骨干企业,是国家242所重点科研院所之一，每年承担多项国家及军工重点科研专题项目。 峨半所是四川省“高新技术企业”和省级“企业技术中心”、“国防科工委功能晶体材料加工技术应用中心”、“国防科技工业先进技术研究应用中心（晶体材料加工）”主要依托单位。先后为我国电子信息、能源交通、机械电力等许多工业部门和研究领域提供了相关的半导体材料。同时向我国洲际导弹、海上发射运载火箭、人造卫星、北京正负电子对撞机及神舟5号、6号飞船等提供了关键材料，为我国国防事业做出了重要贡献，多次受到党中央、国务院、中央军委及中央相关部委的通报表彰。 峨半所碲的工艺研究和生产试制始于上世纪60年代初，经过多年的研究发展，产品规格有5N、6N、7N三种规格。同时峨嵋半导体材料研究所具备国内领先的检测设备，拥有辉光放电质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、原子吸收光谱仪、紫外分光光度仪、极谱仪、气相色谱仪等多种分析设备，产品分析检测体系完善，具备完成多种高纯元素材料分析检测的能力，并多次主持和参与国家及行业有关标准的制定和修订。 二、编制过程 1. 产品标准编制原则 《超高纯碲》产品行业标准包括三方面要求，一方面新标准应力求达到较先进的标准水平，满足和保证行业应用的技术发展需要，另一方面也应结合我国材料工业实际生产水平，同时根据产品使用者的意见反馈，正确兼顾好彼此之间的关系，追求技术的先进性、指标的合理性和严谨性的统一。 本标准在制定中主要遵循以下原则：
用于能量收集的热电材料
用于能量收集的热电材料 Andrew C.Miner 6.1介绍 热电效应可以提供一种有效的手段应用于各种能量收集。本章概述了几个在考虑选择用于热电能量收集时的使用材料的关键问题： 1）性能考虑 2）设备尺寸减小时的注意点 3）涉及到稳定性时的热伸展 4）原材料的费用 最后，为了实现这些材料在微能量采集系统的应用，讨论了几个相关的综合方法。 6.2材料选择中的性能考虑：zT 决定热电发电机的最终性能最主要的因素是材料的热电品质因素，zT。按惯例，对单一材料的热电优值ZT（记为小写z），而一个热电偶，热电模块的品质因素，或发电机系统表示为ZT（大写Z）。品质因素，ZT，定义为 其中α是塞贝克系数，λ代表导热系数，ρ是热阻率，而T是开尔文单位下的温度。用在一个热电发电机上材料的zT越高，能量收集器的电压和转换效率就越高。 图6.1 热电偶的示意图
在如图6.1所示，当热量，q，从一个热源流经设备到一个散热件，就会在热电元件间产生一个温度差，从而在热电设备的外部负载中就产生出了有用电功率。通常,n型和p型热电材料如图排列成热并联和电串联。一个用于热电模块的两种材料的有效热电品质因素可以定义如下: 在等式6.2中，下标n和p分别表示n型和p型性能材料。在图6.1的元件对中，它可能表明当外部负载的电阻R load与元件对的内部电阻R匹配时就会产生最大的能量。在这个操作点，产生的能量可以由一下表达式给出: 在这个能量最大点，能量产生的效率可以大致由以下表达式给出： 下标表示ZT在热侧的估测值或平均温度。等式6.4显示了同时在两种形式下最大能量点的效率，即紧凑的形式和热机(ΔT∕Th)的卡诺效率和涉及到卡诺效率的热电效率的结果这种形式。注意最大能量点和最大效率不是一样的。查阅第十章可以找到最大效率的出处，查阅第二十一章可以找到关于最大效率和最大能量点之间区别的进一步讨论。 图6.2 一个热电发电器对的示意图
【CN110002412A】一种择优取向n型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910325116.5 (22)申请日 2019.04.22 (71)申请人 武汉科技大学 地址 430081 湖北省武汉市青山区和平大 道947号 (72)发明人 樊希安 胡晓明 罗自贵 罗凡 (74)专利代理机构 武汉华旭知识产权事务所 42214 代理人 刘天钰 (51)Int.Cl. C01B 19/00(2006.01) (54)发明名称 一种择优取向n型碲化铋基多晶块体热电材 料的制备方法 (57)摘要 本发明提供了一种择优取向n型碲化铋基多 晶块体热电材料的制备方法，包括以下步骤：以 Bi、Te和Se单质粉末为原料，按Bi 2Te 3-x Se x 化学 计量比称取配料，将上述原料装入石英玻璃管或 高硼硅玻璃管抽真空密封，再将密封的石英玻璃 管或高硼硅玻璃管放入摇摆炉内进行充分熔炼， 熔炼结束之后，将摇摆炉炉膛旋转至竖直位置， 冷却后制得n型碲化铋基合金晶棒；将制得的n型 碲化铋基合金晶棒切割成块体，将块体装入等通 道转角挤压模具后置于热压烧结炉中进行烧结 挤压，即得择优取向n型碲化铋基多晶块体热电 材料。本发明所制备的n型碲化铋基多晶块体热 电材料电阻率较低、塞贝克系数较高、热导率低 和无量纲热电优值较高。权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 110002412 A 2019.07.12 C N 110002412 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110002412 A 1.一种择优取向n型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1)以Bi、Te和Se单质粉末为原料，按Bi2Te3-x Se x化学计量比称取配料，0.21≤x≤0.6； (2)将上述原料装入石英玻璃管或高硼硅玻璃管抽真空密封，再将密封的石英玻璃管或高硼硅玻璃管放入摇摆炉内进行充分熔炼，熔炼结束之后，将摇摆炉炉膛旋转至竖直位置，冷却后制得n型碲化铋基合金晶棒； (3)将步骤(2)中制得的n型碲化铋基合金晶棒切割成块体，将块体装入等通道转角挤压模具后置于热压烧结炉中进行烧结挤压，即得择优取向n型碲化铋基多晶块体热电材料。 2.根据权利要求1所述的一种择优取向n型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中选取质量百分含量大于99.99％的Bi、Te和Se单质粉末为原料。 3.根据权利要求1所述的一种择优取向n型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中在590℃～750℃温度进行高温熔炼，熔炼时间为5～120min。 4.根据权利要求1所述的一种择优取向n型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述等通道转角挤压模具包括压头、冲头、活动挡板、直角夹具以及模具本体，其中模具本体呈带有倒角的正方体状，直角夹具位于模具本体的底部，活动挡板位于模具本体的侧方，直角夹具与活动挡板共同将模具本体进行固定，所述冲头的顶部与压头连接，冲头的底部位于模具本体的通道内且在压头的作用下对位于模具本体内的块体进行挤压。 5.根据权利要求4所述的一种择优取向n型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述烧结挤压具体步骤为： (3-1)首先不施加压力，将炉体升温至350～550℃，保温30min； (3-2)然后施加50～200MPa的主压力和10～100MPa的背压力，以5～10mm/min的挤压速度对块体进行挤压； (3-3)每挤压完一道次之后，将等通道转角挤压模具沿顺时针方向旋转90°再以(3-2)中相同的工艺参数进行挤压，共计挤压4次； (3-4)整个挤压过程在空气或真空或惰性气氛中完成，而且一直以350～550℃保温直至挤压结束。 2
2Te3)-热电纳米材料碲化铋(Bi2Te3).doc
2Te3)> 热电纳米材料碲化铋(Bi2Te3) - 热电材料是一种在固体状态下就可使热能与电能相互转换（静态能量转换）的材料。它能做成重量轻、体积小的微型半导体制冷器，解决计算机技术、航天技术、超导技术及微电子技术等高技术领域的制冷难题。目前，热电半导体产业已延伸至国际上最为热门的新材料、新能源等高新产业。商用热电行业的原料主要是Bi2Te3 基热电半导体材料。Bi2Te3基热电半导体材料以炼铜的副产物铋、碲、硒等为原料，按一定的配比和特殊的掺杂经定向生长得到Bi2Te3基热电半导体晶棒。 目前，用低维化和纳米化来实现电、声输运特性的协同调控，从而优化材料的热电性能，是热电材料领域的一个重要研究方向。主要通过外混、原位复合等方式引入纳米颗粒，纳米颗粒的散射中长波长的声子，从而降低材料的晶格热导率，同时纳米化有助于载流子在费米能级附近态密度的提高，纳米颗粒构成的界面所产生的界面势垒能有效过滤低能量载流子，从而增大赛贝克系数。 本书综述了热电纳米材料碲化铋（Bi2Te3）的最新研究进展，包括最新的合成方法、结构表征方法、热电性能及理论模型分析，另外，书中还介绍了热电材料器件应用于不同的新能源发电设备以及分析热电材料的商业潜能。 全书共12章：1.热电材料的概述。包括热电材料的Seebeck 效应、Peltier效应等三种热电效应，半导体材料等内容；2.电沉积法制备Bi2Te3基薄膜和纳米线；3.Bi2Te3纳米线电沉积于高
分子径迹蚀刻膜的合成和表征；4.V2VI3薄膜纳米合金材料的合成和结构及传输性能表征；5.Bi2Te3 薄膜材料结构和传输性能研究；6.Bi2Te3 基块体纳米材料的合成方法、热电性能分析； 7.Bi2Te3 纳米线、纳米复合材料及纳米块体材料的高能X射线和中子散射分析方法；8.Bi2Te3 纳米材料的结构分析，包括单晶纳米线的化学计量分析、化学模拟分析及电子传输系数的计算等；9.Bi2Te3晶体点缺陷的密度函数理论研究；10.基于玻尔兹曼理论从头开始描述热电性质；11.VVI复合薄膜和纳米线的热导性测试方法及热电价值分析；12.用于表征纳米材料结构及单根纳米线热电性能研究的热电纳米线表征平台（TNCP）的发展。 本书作者团队的前沿科研项目得到了德国科学基金支持，作者团队具有国际化的科研水平。第1编者Oliver Eibl是Tubingen 大学应用物理学教授，负责高温超导和太阳能电池等项目，至今发表过100多篇科研，10多项发明专利，是德国热电协会成员。第2编者Kornelius Nielsch是德国汉堡大学教授，他是麻省理工的博士后，主要涉足纳米线、纳米管等领域的研究。 这是第一本关于热电材料纳米结构分析的综述类著作，具有开创性价值。书中分析了纳米材料的热电性能及传统热电材料的最新进展，内容全面丰富。 本书适合纳米复合材料领域的研究生和学者，对热电材料、纳米结构表征、Bi2Te3基热电材料、热电器件的应用等研究领域的相关人员有很大的参考价值。
制备工艺对p型碲化铋基合金热电性能的影响
制备工艺对p 型碲化铋基合金热电性能的影响 3 蒋 俊 1) 李亚丽1) 许高杰1) 崔 平1) 吴 汀2) 陈立东2) 王 刚 3) 1)(中国科学院宁波材料技术与工程研究所,宁波 315040) 2)(中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 200050) 3)(洛阳耐火材料研究院,洛阳 471039)(2006年7月28日收到;2006年8月29日收到修改稿) 利用区熔法、机械合金化、放电等离子烧结(SPS )技术、热压法等多种工艺制备了p 型碲化铋基热电材料.在 300—500K 的温度范围内测量了各热电性能参数,包括电导率(σ)、塞贝克系数(α )和热导率(κ),研究了制备工艺对热电性能的影响.结果表明,所制备的块体材料与同组成区熔晶体相比,性能优值ZT 均有不同程度的提高.其中,利用区熔法结合SPS 技术可获得热电性能最佳的块体材料,其ZT 值达1115. 关键词:碲化铋,放电等离子烧结,区熔法,热电性能 PACC :7220P ,7215J ,8110H ,8120E 3浙江省科技攻关计划项目(批准号:2006C31031)和中国博士后科学基金(批准号:20060390703)资助的课题. E 2mail :aseeker @https://www.360docs.net/doc/c615803208.html, 11引言 热电转换是一种利用半导体材料的塞贝克(Seebeck )效应和帕尔帖(Peltier )效应实现热能和电能直接相互转换的技术,主要由无量纲性能指数即 性能优值ZT (ZT =α2 σT Π κ,其中α是塞贝克系数、σ是电导率、κ是热导率、T 是绝对温度)表征其热电性能.Bi 2T e 3基合金自20世纪50年代至今一直是在室温附近性能最佳的热电材料,在各种制冷和 温控技术中已获广泛应用[1] .碲化铋的晶体结构属R 3m 三方晶系,沿c 轴方向可视为六面体层状结 构,呈2T e (1)2Bi 2T e (2)2Bi 2T e (1) 2的层间原子排布方式;其热电性能呈很强的各向异性,沿平行于基面(00l )的方向,电导率大约是垂直于基面方向的4倍,而热导率约为2倍左右,因此通常采用区熔法或布里奇曼法以获得晶粒取向性良好的碲化铋基晶体材 料[2—5] .但是,由于T e (1)2T e (1)之间以较弱的范德华力结合,从而使其极易沿基面发生解理.目前,碲化铋基热电材料的研究热点之一在于寻求新型的制备工艺, 使其热电性能和力学性能形成较好的统一[6—10] . 本论文采用多种工艺技术,包括区熔法、机械合金化、放电等离子烧结(SPS )技术、热压法制备了p 型碲化铋基热电材料,并对材料的电导率、塞贝克系 数和热导率分别进行测量,然后主要从显微结构的 角度阐述了制备工艺对热电性能的影响机理. 21实 验 利用纯度为9919%的Bi ,Sb ,T e 等粉料为原料, 材料的化学配比为(Bi 2T e 3)012(Sb 2T e 3)018+3wt %T e.采用区熔法制备碲化铋基晶体材料,相应的工艺参数分别是:升温速率为25K Πmin ,熔融温度为973K,温度梯度为25K Πcm ,生长速度为25mm Πh.利用机械合金化法制备初始粉料:首先按照相应的化学配比称量元素粉料,然后置于高能球磨装置并加入少许几滴液态乙醚,球料比为20∶1,转速为600r Πmin ;每间隔10h 将粉料取出少许,利用X 射线衍射表征其相组成以检验是否合金化,并利用扫描电子显微镜(SE M )对粉料进行形貌观察.将合金化粉料在473K 于真空中处理2h ,以去除其中的有机物,然后利用 SPS 技术制备块体材料(试样编号为1# ).将相同组成的区熔晶体进行粉碎与过筛,选取粒度分布为120—180μm 的初始粉料利用SPS 技术制备块体材 料(编号为2# );将相同粒度分布的初始粉料进行热 压,所获得的试样编号为3# .此外,还将区熔晶体直 接利用SPS 技术进行烧结(试样编号为4# ).上述SPS 制备工艺参数相同,均在真空条件下进行,首先 第56卷第5期2007年5月100023290Π2007Π56(05)Π2858205 物 理 学 报 ACT A PHY SIC A SI NIC A V ol.56,N o.5,May ,2007 ν2007Chin.Phys.S oc.
碲化铋基热电薄膜的制备及性能研究
Advances in Material Chemistry 材料化学前沿, 2017, 5(4), 104-109 Published Online October 2017 in Hans. https://www.360docs.net/doc/c615803208.html,/journal/amc https://https://www.360docs.net/doc/c615803208.html,/10.12677/amc.2017.54014 Fabrication of Bi2Te3-Based Thermoelectric Thin Films and Study on the Properties Kaiyang Wang, Zhiting Geng*, Hansheng Qiao, Tan Li, Wenling Ruan School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing Received: Oct. 12th, 2017; accepted: Oct. 23rd, 2017; published: Oct. 31st, 2017 Abstract Thermoelectric material can realize the direct conversion of heat energy and electric energy. It is a kind of energy material without noise pollution, no harmful substance emission, long life and high reliability. As one of the most efficient thermoelectric materials at room temperature, Bi2Te3 has shown great potential for commercializing. Bi2Te3 thin films have been prepared by RF magnetron sputtering. The effect of sputtering time and substrate temperature on the thermoe-lectric properties of the films has been investigated. The phase, crystallization and surface condi-tions of the films were characterized by XRD and SEM, and the stoichiometry of the films was ana-lyzed by EDS. Meanwhile, the Seebeck coefficient and electrical conductivity near room tempera-ture films were determined, and in order to measure the thermoelectric properties under differ-ent process parameters for thin film, power factor was calculated. Finally, the sputtering time of 10 min film has the highest power factor. Keywords Thermoelectric Material, Magnetron Sputtering, Thin Film, Bi2Te3 碲化铋基热电薄膜的制备及性能研究 王凯扬，耿志挺*，乔汉森，李坦，阮文灵 清华大学材料学院，北京 收稿日期：2017年10月12日；录用日期：2017年10月23日；发布日期：2017年10月31日 *通讯作者。
金属碲
金属碲 来源：中国稀有金属网（https://www.360docs.net/doc/c615803208.html,） 碲 - 元素描述 有结晶形和无定形两种同素异形体。电离能9.009电子伏特。结晶碲具有银白色的金属外观，密度6.25克/厘米3，熔点452℃，沸点1390℃，硬度是2.5(莫氏硬度)。不溶于同它不发生反应的所有溶剂，在室温时它的分子量至今还不清楚。无定形碲(褐色)，密度6.00克/厘米3，熔点449.5±0.3℃，沸点989.8±3.8℃。碲在空气中燃烧带有蓝色火焰，生成二氧化碲;可与卤素反应，但不与硫、硒反应。溶于硫酸、硝酸、氢氧化钾和氰化钾溶液。易传热和导电。 碲 - 发现 碲(te) 1782年德要矿物学家米勒?冯?赖兴施泰因在研究德国金矿石时，得到一种未知物质。1798年德国人克拉普罗特证实了此发现，并测定了这一物质的特性，按拉丁文Tellus(地球)命名为tellurium。 碲在自然界有一种同金在一起的合金。1782年奥地利首都维也纳一家矿场监督牟勒从这种矿石中提取出碲，最初误认为是锑，后来发现它的性质与锑不同，因而确定是一种新金属元素。为了获得其他人的证实，牟勒曾将少许样品寄交瑞典化学家柏格曼，请他鉴定。由于样品数量太少，柏格曼也只能证明它不是锑而已。牟勒的发现被忽略了16年后，1798年1月25日克拉普罗特在柏林科学院宣读一篇关于特兰西瓦尼亚的金矿论文时，才重新把这个被人遗忘的元素提出来。他将这种矿石溶解在王水中，用过量碱使溶液部分沉淀，除去金和铁等，在沉淀中发现这一新元素，命名为tellurium(碲)，元素符号定为Te。这一词来自拉丁文tellus(地球)。克拉普罗特一再申明，这一新元素是1782年牟勒发现的。 碲 - 资源 碲的地壳丰度为lx10-7%，查明储量16万吨，主要分布在美国、加拿大、中国、智利等国家。尚未发现有碲的独立工业矿物。碲矿资源分布稀散，多伴生在其它矿物中或以杂质形式存在于其它矿中。中国四川石棉县大水沟碲矿是至今发现的唯一碲独立矿床[1]。碲主要与黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等共生，含量仅0.001%-0.1%;主要碲矿物有碲铅矿、碲铋矿、辉碲铋矿以及碲金矿、碲铜矿等。以上矿物很少见均无工业价值。 1993年，中国碲的工业储量1.3446万吨，当年产量为3.990吨。美国、加拿大、日本、秘鲁和斐济等国1979年产金属碲约290吨，大约消费280吨。前苏联也是碲的重要生产国。中国辽宁、湖南、广东、台湾等地有工业规模的碲生产。1979年工业纯碲的价格为44.1-50.7美元/公斤。 碲 - 制取