二甲基甲酰胺中Eu-Bi合金薄膜的电化学制备研究
掺杂Bi_的β-Cu2Se_薄膜的微观结构与热电性能
表面技术第52卷第10期掺杂Bi的β-Cu2Se薄膜的微观结构与热电性能周政旭，陈雨，宋贵宏*，胡方，吴玉胜*，尤俊华（沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳 110870）摘要：目的探究在β-Cu2Se薄膜中掺杂元素Bi对其组织结构及其热电性能的影响，探求Bi元素对载流子传输过程和热电性能的影响规律，为将来该类热电薄膜的研究和应用提供宝贵的经验。
方法使用粉末烧结制得Cu-Bi-Se合金靶材，使用磁控溅射的方法在含有SiO2层的单晶Si衬底上制备了不同Bi含量的β-Cu2‒x Bi x Se热电薄膜。
利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪分别研究了沉积薄膜的XRD谱、表面与截面形貌以及元素含量与分布。
利用LSR-3电阻率/塞贝克系统测量了沉积薄膜的Seebeck系数与电导率。
利用霍尔试验测量了沉积薄膜的室温载流子浓度和迁移率。
结果沉积薄膜主要由单一的β-Cu2Se相构成，在Bi掺杂量最大为1.07%（原子数分数）的薄膜还含有非常少量的α-Cu2Se相；在β-Cu2Se相薄膜中Bi的掺杂没有生成单质相而是替换点阵中的Cu而形成替位式固溶体。
在沉积的β-Cu2‒x Bi x Se薄膜中，([Bi]+[Cu])/[Se]＞2.0且具有p型导电特征。
随着温度的增加，电导率降低而Seebeck系数增加，彰显沉积薄膜的简并或半简并半导体的导电特性。
当温度低于225 ℃时，沉积薄膜功率因子随Bi掺杂量的增加而增大；当温度高于225 ℃时，掺杂量为0.29%（原子数分数）的薄膜具有最大的功率因子，进一步增加Bi掺杂量，沉积薄膜的功率因子却逐渐减小。
结论使用磁控溅射的方法可制备β-Cu2Se薄膜，掺杂适量的Bi可显著提高薄膜的功率因子。
关键词：热电薄膜；β-Cu2Se薄膜；Bi掺杂；Seebeck系数；载流子浓度中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)10-0278-09DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.10.023Microstructure and Thermoelectric Properties of Bi-doped β-Cu2Se Film ZHOU Zheng-xu, CHEN Yu, SONG Gui-hong*, HU Fang, WU Yu-sheng*, YOU Jun-hua(School of Materials Science and Technology, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China)ABSTRACT: The Cu2Se material has attracted more attentions in the field of thermoelectric materials due to its high figure of merit, "electronic crystal phonon liquid" structure, rich constituent elements in the crust, low price and other advantages.Compared with bulk material, the film with a nearly two-dimensional structure can effectively improve the Seebeck coefficient and reduce the thermal conductivity, showing excellent thermoelectric properties. At present, the main methods to improve the thermoelectric properties include element doping, composites containing nano-sized second phase, low dimensionalization, nano structure, etc. Element doping can modulate the carrier concentration and change the energy band structure, further modulating收稿日期：2022-09-05；修订日期：2023-02-22Received：2022-09-05；Revised：2023-02-22基金项目：国家自然科学基金项目（51772193）；辽宁省“兴辽英才计划”项目（XLYC2008014）Fund：Supported by the National Natural Science Foundation of China (51772193); Supported by Liaoning Province "Xingliao Talents Program" (XLYC2008014)引文格式：周政旭, 陈雨, 宋贵宏, 等. 掺杂Bi的β-Cu2Se薄膜的微观结构与热电性能[J]. 表面技术, 2023, 52(10): 278-286.ZHOU Zheng-xu, CHEN Yu, SONG Gui-hong, et al. Microstructure and Thermoelectric Properties of Bi-doped β-Cu2Se Film[J]. Surface Technology, 2023, 52(10): 278-286.*通信作者（Corresponding author）第52卷第10期周政旭，等：掺杂Bi的β-Cu2Se薄膜的微观结构与热电性能·279·the Seebeck coefficient and electrical conductivity. Therefore, element doping has been proved to be one of the most effective methods to improve the thermoelectric properties of materials. Bi has a larger atomic radius compared with Cu. This means that doping Bi may cause lattice distortion and more point defects in Cu2Se lattice. At the same time, phonons are scattered in transmission due to mass fluctuation and periodic stress field destruction due to Bi doping, thus reducing the thermal conductivity. Thus, Bi doping helps to improve the thermoelectric performance of materials. In this work, The β-Cu2‒x Bi x Se thermoelectric films with different Bi contents were prepared by magnetron sputtering on single crystal Si substrate containing SiO2 layer with high vacuum powder sintered Cu-Bi-Se alloy target. The phase composition of deposited films was determined by XRD patterns and the surface and cross-sectional morphology of deposited films was observed by SEM. The content and distribution of the constituent elements were measured and analyzed by EDS. The Seebeck coefficient and electrical conductivity of deposited films were measured by LSR-3 resistivity and Seebeck system. The carrier concentration and mobility of deposited films at room temperature were measured by Hall experiments. The results showed that deposited films were mainly composed of single β-Cu2Se phase at room temperature. The films with the maximum Bi doping amount of 1.07at.% also contained very small amount of α-Cu2Se phase and β-Cu2Se phase. Cu atom in β-Cu2Se lattice was substituted by Bi atom and (Cu,Bi)2Se solid solution formed in the deposited films. The deposited β-Cu2‒x Bi x Se films with ([Bi]+[Cu])/[Se]>2.0 possessed p-typed conductive characteristics. In the range of measured temperature from 25 to 395 ℃, the electrical conductivity decreased and the Seebeck coefficient increased with increasing measured temperature, showing the conductive properties of degenerate or semi-degenerate semiconductors. The carrier concentration and electrical conductivity decreased, but the mobility and Seebeck coefficient increased with increasing Bi content in deposited films at room temperature. The power factor of the Bi-doped films was higher than that of the films without Bi. The power factor of the deposited film increased with Bi content increasing to 225 ℃. Above 225 ℃, the film with doping amount of 0.29at.% Bi had the highest power factor and the power factor of deposited film decreased gradually with further increasing Bi content. The power factor of β-Cu2Se film can be significantly enhanced by doping a proper amount of Bi in films.KEY WORDS: thermoelectric material; β-Cu2Se film; doping Bi; Seebeck coefficient; carrier concentration热电材料可以实现热能与电能的互相转换，在作为发电与制冷设备领域中受到了越来越多的关注。
离子液体增强PEDOT:PSS薄膜的热电性能
离子液体增强PEDOT：PSS薄膜的热电性能
徐超;张旗;李鹏程
【期刊名称】《能源研究与管理》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】为研究离子液体(IL)添加剂对聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)薄膜热电性能的影响,制备了一系列不同IL质量分数的PEDOT:PSS/IL薄膜,进行了电导率、塞贝克系数的测试及热电器件输出特性的分析。
结果表明:在IL质量分数为50%时,PEDOT:PSS/IL薄膜的电导率达到最高为384 S/cm,塞贝克系数为28.1μV/K,在室温下热电功率因子高达
30.3μW/(m·K^(2)),远高于初始不添加IL的PEDOT:PSS薄膜。
热电器件测试结果表明,在10 K的温差下,产生的最大输出功率为0.54 nW。
研究表明离子液体能有效提升PEDOT:PSS薄膜的热电性能,并适合应用于柔性热电发电机中。
【总页数】6页(P71-76)
【作者】徐超;张旗;李鹏程
【作者单位】武汉工程大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
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1.浅谈大学生如何开展科学研究r——以Bi2Te3基合金/PEDOT:PSS纳米复合热电薄膜材料的研究为例
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维膜及其热电性能3.助剂对PEDOT/PSS聚合物薄膜导电性能的影响4.静电纺丝制备Te纳米线/PEDOT:PSS热电薄膜及性能研究
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电化学沉积铋-铈二元合金
电化学沉积铋-铈二元合金冯良东;邵月【摘要】通过水相电化学沉积的方法制备了Bi-Ce二元合金.采用X -射线衍射和扫描电镜技术表征了产物的形貌和晶体结构.考察了沉积电位、沉积时间以及Bi和Ce的比例等实验参数对产物的形貌和晶体结构的影响.实验表明,通过调节实验参数可控制产物的形貌和尺寸.【期刊名称】《淮阴工学院学报》【年(卷),期】2010(019)005【总页数】5页(P79-83)【关键词】电化学沉积;Bi-Ce二元合金;形貌【作者】冯良东;邵月【作者单位】淮阴工学院,生命科学与化学工程学院,江苏,淮安,223003;淮阴工学院,江苏省凹土资源利用重点实验室,江苏,淮安,223003;淮阴工学院,生命科学与化学工程学院,江苏,淮安,223003;淮阴工学院,江苏省凹土资源利用重点实验室,江苏,淮安,223003【正文语种】中文【中图分类】O650 引言镧系稀土元素电子基组态为:［Xe］4fn5dm6s2(n=0－14，m=0或1)，其内层4f电子从0到14逐个填充的所形成的特殊组态，造成元素间在光学、电学、磁学性能上出现明显差异，繁衍出多种不同用途的高新技术材料，如贮氢材料、永磁材料、磁光存储材料、磁致伸缩材料等。
目前，稀土合金材料的制备主要有物理和化学方法。
其中物理方法主要有真空溅射、脉冲激光沉积、离子束溅射、分子束外延等。
但这些方法制备合金膜有其不足之处，而相比之下，利用电沉积方法制备稀土合金不仅设备简单、成本低，节约能源和材料还可在复杂表面上进行电沉积，电沉积制备稀土合金膜方法主要有非水有机溶液及水溶液二种方法。
1998年，Jundale等在水溶液中直接电沉积Sm－La薄膜7，开创了稀土合金膜水溶液中电沉积法制备的新方法。
水溶液中电沉积具有设备简单、操作方便，易在表面与曲面上成膜，且通过改变电沉积的工艺参数可调节薄膜的厚度、组织、形貌、晶体结构及电子结构等优点。
因此，国内外许多学者致力于水溶液中电沉积稀土合金的工艺和机理研究。
离子液体-有机液体混合体系中制备NiO电致变色薄膜的结构和性能
离子液体-有机液体混合体系中制备NiO电致变色薄膜的结构和性能薄国帅;张中红;王霞;曹立新;高荣杰;苏革【摘要】采用电化学沉积方法在NiCl2、离子液体和有机液体(DMF)混合体系中制备出结构和性能优异的NiO电致变色薄膜.采用SEM、XRD、紫外-可见分光光度仪、电化学工作站对薄膜的形貌、物相、光学及电化学等方面进行了研究.通过对沉积电位和时间的控制,实现了对薄膜厚度和微结构的控制.结果表明,在室温下,在沉积电位为3.0V,沉积时间30 s的条件下,所得到的NiO薄膜具有最佳光学性能,其消/着色态透光率差值达到52.7％.在沉积电位3.9V,沉积时间20 s条件下,薄膜具有最快的响应时间(tb/tc=0.32 s/0.30 s).【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)008【总页数】7页(P1-7)【关键词】NiO薄膜;离子液体;电致变色;电沉积【作者】薄国帅;张中红;王霞;曹立新;高荣杰;苏革【作者单位】中国海洋大学材料科学与工程研究院,青岛266100;中国海洋大学材料科学与工程研究院,青岛266100;中国海洋大学材料科学与工程研究院,青岛266100;中国海洋大学材料科学与工程研究院,青岛266100;中国海洋大学材料科学与工程研究院,青岛266100;中国海洋大学材料科学与工程研究院,青岛266100【正文语种】中文【中图分类】O484.4物理学通常，电致变色(EC)材料被划分为有机电致变色材料和无机电致变色材料。
大部分无机电致变色材料为氧化物，其中过渡金属氧化物占很大比例[1,2]。
截至目前，NiO系材料已经被应用在很多领域，包括电极材料、电致变色器件、电化学电容器以及光学涂层等[3]。
然而，目前由于NiO薄膜的响应时间和循环寿命等性能有待提高而影响了其在商业上的大批量生产和应用[4，5]。
NiO薄膜常用制备方法包括溶胶凝胶法[6]、气相沉积法[7]、化学浴法[8]及电化学沉积法[9]等。
溶剂对PEO基固态电解质制备与性能的影响
溶剂对PEO基固态电解质制备与性能的影响徐春曦; 张程; 郑媛媛; 靳承铀; 缪永华【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2019(043)003【总页数】4页(P390-392,494)【关键词】固态电池; 聚合物固态电解质; 微观结构; 结晶度; 力学性能; 电化学性能【作者】徐春曦; 张程; 郑媛媛; 靳承铀; 缪永华【作者单位】中天储能科技有限公司江苏南通226015【正文语种】中文【中图分类】TM912近年来，在可充电化学能源方面，锂离子电池已经成为了一个最重要的电化学器件。
由于有机液态电解液存在漏液、高温下不稳定性以及与电极之间存在分解反应等问题，严重制约锂离子电池发展。
采用固态电解质取代液体电解液的全固态电池具有高能量密度、长循环寿命、易于加工成型、高安全性以及较好的化学和电化学稳定性等优点，在新型高性能锂电池及电化学等应用上显示出巨大的优越性[1]。
固态电解质可分为无机固态电解质与聚合物基固态电解质(SPE)两种，其中SPE具有较优的粘弹性和成膜性，能够适应电池充放电过程中电极材料的变化，有效避免无机固态电解质与电池电极接触不良、耐冲击差的缺点，是开发全固态锂电池的理想材料。
聚氧化乙烯(PEO)聚合物电解质作为适用于锂离子电池中的聚合物离子导体，以其电化学稳定性、对众多锂盐优良的溶剂化能力以及有利于离子快速迁移的结构等优势，受到了大量而深入的研究[2]。
然而，Li+需通过与PEO链段间的“络合-解络合”作用形成离子导通，SPE在室温下的结晶结构使Li+运动受禁，仅在温度高于玻璃化转变温度(Tg)时达到理想的电导率水平，但高温时接近液体的状态并不利于其作为锂离子电池隔膜的应用。
因此，现阶段的研究主要集中在改善PEO的微观结构，在保证SPE优良安全性与循环寿命的同时，降低其结晶度。
聚偏氟乙烯-六氟丙烯 (PVDF-HFP)中的-CF2基团与PEO中的-C-O-C-基团之间强烈的相互作用使两者具有优良的相容性[3]。
电喷雾法构筑MOFs
文章编号：1006-3080(2022)05-0616-08DOI: 10.14135/ki.1006-3080.20210609002电喷雾法构筑MOFs/壳聚糖荷正电纳滤膜龚信瑀， 杨 峥， 刘 璨， 王晓暄， 马晓华（华东理工大学化工学院，上海 200237）摘要：将壳聚糖的直接成膜性与电喷雾技术结合，并引入金属有机骨架（MOFs ），制备了NH 2-UIO-66(Zr)/壳聚糖荷正电纳滤膜这一种复合膜，实现对Ni 2+的高效分离和富集。
通过电喷雾技术可有效解决传统壳聚糖纳滤膜成膜周期长、膜层较厚、通量较低等问题。
实验表明，与传统涂覆工艺相比，电喷雾法制备的壳聚糖复合膜在保持较高截留率的情况下，渗透性提高了634%。
然而，单一壳聚糖基质膜受trade-off 效应影响，分离性能难以进一步提升。
引入NH 2-UIO-66(Zr)作为填料可有效缓解trade-off 效应，所制备的复合膜在不牺牲截留率的情况下，相对于单一基质膜，其水通量进一步提升了38%，最终为4.7×10−5 L/(m 2·h·Pa)，对NiCl 2截留率为92%。
关键词：壳聚糖；金属有机骨架；纳滤膜；电喷雾中图分类号：TQ028.8文献标志码：A随着锂电池行业和半导体行业的兴起，含镍废水问题已成为了亟需解决的难题[1-3]。
荷正电纳滤技术由于具有节能、环保等优势，近年来逐渐受到广泛关注[4-6]。
荷正电纳滤膜通常由较致密的荷正电性皮层和多孔基底组成，分离重金属离子的过程受道南（Donnan ）排斥、筛分作用、吸附效应的协同影响[7-8]。
其常见的制备方法包括界面聚合法[9]、组装法[10]、交联法[11]、接枝法[12]等。
然而，接枝法对材料光敏性要求高，组装法难以工业化扩大生产，交联法成膜周期较长，界面聚合法涉及挥发性有毒溶剂。
因此，研究人员需开发简单、环保的新工艺以制备荷正电纳滤膜并将其应用于截留重金属离子。
二甲基甲酰胺中电沉积制备钐钴合金
结 果 与 讨 论
Ｃ Ｃ 的循 环 伏 安 曲线 ： １是 ０ ０ ｌＬ Ｃ Ｃ Ｄ ｏＩ 图 ． ５ ｍｏ／ ｏ Ｉ ＭＦ溶 液 在 铂 电 极 上 的 循 环 伏 安 曲 线 ， 一 在
Ｄ （ ＭＦ 分析 纯 ） ｏ ４ｎ 分子 筛干燥 数 日后 减 压蒸馏 处理 ． 经 ． ｍ 电化学 实验 采 用三 电极 系统 ， 用 ＨＤ １ 型低 频一 低频 函数 发 生器 、 使 一Ａ 超 ＨＤＶ一Ｃ晶 体管 恒 电位仪 ． ７ 进行 电化 学测量 ．工作 电极 为 Ｐ （９ ９ ） Ｃ （９ ９ ）每次 实验 前先 将工作 电极 磨成 镜面 ， 后在 ｔ９． ９ 和 ｕ ９． ， 然 水 中超声 波 清洗 ２ ｎ ．辅助 电极为 Ｐ 片．参 比电极 为 用双盐桥 系统 连接的饱 和 甘汞 电极 （Ｃ ）文 中 ｍｉ ｔ ＳＥ，
一
１ １ ． ５Ｖ出现 的阴极 电 流对 应于钴 的还原 ， 一１ ７ 围 １曲线 １ 和一 １ ４ 图 １曲线 ２ 回扫均 于 ． ０Ｖ（ ） ． ＯＶ（ ）
出现 电流环 ； 阳极 峰对应 于 金属钴 的 阳极溶 解 过程 ， 其峰 电位 随阴极 回扫 电位 的负穆 而正 移．伏安 曲线
王 宇 何风 荣 刘冠 昆
（ 山大 学 化 学 与 化 学 工 程 学 院 中
童 叶翔
广 州 ５ ０７ ） １ ２ ５
关 键词
稀 土 ， 电位 电 沉 积 ， 钴 台 金 ． 檬 酸 ． 甲基 甲 酰胺 恒 钐 柠 二 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号
NiO电致变色薄膜的电化学制备和性能
NiO电致变色薄膜的电化学制备和性能
孙武珠;苏革;曹立新;柳伟;贾波;王景;董征
【期刊名称】《科技导报》
【年(卷),期】2009(0)18
【摘要】以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂、NiCl2为主盐、LiClO4为支持电解质、FTO导电玻璃为基体,采用恒电位电沉积的方法制备了电致变色性能良好的NiO薄膜。
实验过程中对溶剂脱水方法、电沉积电压等实验条件进行了研究,探索在此体系中电沉积的最佳条件,制备出电致变色性能和附着性良好的NiO薄膜;通过X射线衍射仪、扫描电镜、高分辨透射电镜和能谱仪等仪器,对膜的成分、结构和厚度进行了分析;采用紫外可见分光光度计,对膜的透光性能进行了表征;通过循环伏安法和双电位阶跃法,对膜的电化学稳定性和响应时间进行研究。
【总页数】5页(P66-70)
【关键词】电致变色;电化学沉积;NiO薄膜
【作者】孙武珠;苏革;曹立新;柳伟;贾波;王景;董征
【作者单位】中国海洋大学材料科学与工程研究院
【正文语种】中文
【中图分类】O646.54
【相关文献】
1.溶胶凝胶旋涂法制备NiO薄膜及其电致变色性能 [J], 刘爱元;张溪文;韩高荣
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3.NiO/PB复合电致变色薄膜的制备及其性能研究 [J], 岳言芳;李海增;李克睿;王金敏;张青红;李耀刚;陈培;王宏志
4.离子液体-有机液体混合体系中制备NiO电致变色薄膜的结构和性能 [J], 薄国帅;张中红;王霞;曹立新;高荣杰;苏革
5.WO3-NiO电致变色薄膜的制备与性能 [J], 李解; 曹镜宇; 张浩强
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二甲基甲酰胺中Eu-Bi合金薄膜的电化学制备研究
王玲
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2003(031)004
【摘要】利用循环伏安法和恒电位沉积法探讨了353K时在EuCl30.1mol/L)-
Bi(NO3)3(0.05mol/L)-二甲基甲酰胺-LiClO4体系中Eu-Bi合金薄膜的电化学制备.研究了沉积时的电流密度、沉积时间、以及Eu(Ⅲ)的浓度比对沉积膜质量的影响.实验结果表明,在EuCl3(0.13 mol/L)-Bi(NO3)3(0.06 mol/L)-二甲基甲酰胺-LiClO4体系中,当控制恰当的沉积条件,均可得到表面均匀、附着力强、有金属光泽的黑色非晶态Eu-Bi合金膜,其中Eu的质量分数可达10.56wt%～34.24wt%,所得到的沉积膜通过SEM,EDS和XRD进行分析.
【总页数】4页(P115-118)
【作者】王玲
【作者单位】广东省建材技工学校,广州,510650
【正文语种】中文
【中图分类】TQ2
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