武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070
Cu2SnSe3基化合物作为一种绿色环保的新型热电材料, 近年受到了研究者的广泛关注。然而, 本征Cu2SnSe3基化合物载流子浓度低、电性能较差。为优化Cu2SnSe3化合物的电热输运性能, 本研究采用熔融、退火结合放电等离子烧结技术制备了一系列Cu2SnSe3-xTex (x=0~0.2)和Cu2Sn1-yInySe2.9Te0.1 (y=0.005~0.03)样品, 研究了Te固溶和In掺杂对材料电热输运性能的影响。Te在Cu2SnSe3-xTex (x=0~0.2)化合物中的固溶度为0.10, Te固溶显著增加了材料的载流子有效质量, 从本征Cu2SnSe3样品的0.2me增加到Cu2SnSe2.9Te0.1样品的0.45me, 显著提高了材料的功率因子, Cu2SnSe2.99Te0.01样品在300 K下获得最大功率因子为1.37 μW·cm-1·K-2。为了进一步提高材料的电传输性能, 本研究以Cu2SnSe2.9Te0.1为基体并选取In在Sn位掺杂。In掺杂将Cu2SnSe3基化合物的载流子浓度从5.96×1018 cm-3 (Cu2SnSe2.9Te0.1)显著提高到2.06×1020 cm-3 (Cu2Sn0.975In0.025Se2.9Te0.1)。调控载流子浓度促进了材料多价带参与电传输, 材料的电导率和载流子有效质量显著增加, 功率因子得到大幅度提升, 在473 K下Cu2Sn0.995In0.005Se2.9Te0.1化合物获得最大功率因子为5.69 μW·cm-1·K-2。由于电输运行性能显著提升和晶格热导率降低, Cu2Sn0.985In0.025Se2.9Te0.1样品在773 K下获得最大ZT为0.4, 较本征Cu2SnSe3样品提高了4倍。
Cu2SnSe3基化合物 Te掺杂 In掺杂 热电性能 Cu2SnSe3-based compound Te doping In doping thermoelectric property
1 上海交通大学 1. 微米/纳米加工技术国家级重点实验室
2 2. 微纳电子学系, 上海 200240
针对MEMS器件背面引线的需求, 提出了一种基于玻璃通孔(TGV)加工方法的10.16cm(4inch)圆片衬底的制备工艺流程。首先深硅刻蚀导电硅片, 然后将硅片和玻璃片阳极键合, 随后将键合后的玻璃-硅圆片经高温加热, 使玻璃填充至硅片中, 再依次研磨抛光玻璃-硅圆片的正面玻璃和背面硅, 直至硅与嵌入玻璃在同一平面, 最后得到了厚度为258μm的4inch圆片衬底, 其轮廓算术平均偏差、轮廓最大高度、微观不平度十点高度的平均值分别为13, 71和49nm。此外, 测得圆片中硅导通柱电阻率为0.023Ω·cm。
阳极键合 表面粗糙度 硅导通柱 TGV TGV anode bonding surface roughness silicon via
1 上海交通大学 1. 微米/纳米加工技术国家级重点实验室
2 2. 微纳电子学系, 上海 200240
针对流速传感器的高分辨率需求, 提出了一种基于双稳态势能调节的仿生纤毛流速传感器。该传感器由纤毛、电极层、上部结构层、中间连接层和下部支撑层等多层结构构成, 其中上部结构层一方面采用不对称梳齿结构实现差分电容检测, 另一方面布置周期性调制梳齿实现系统势能函数呈现双稳态。通过流体-固体力学-静电多物理场耦合分析, 得到电容随流速的变化关系, 分辨率优于0.001m/s, 另外通过调制梳齿的静电场分析, 绘制出系统势能函数曲线。最后, 基于MEMS加工技术, 通过设计合理的工艺流程制备出了该传感器。
双稳态 电容 纤毛 流速传感器 MEMS MEMS bistable capacitance hair flow sensor
