ZnO基纳米薄膜的热电性能研究

近年来发现ZnO陶瓷块材具有较强的热电性能，可望作为高温热电转换材料，但薄膜和纳米结构ZnO的热电性能及磁场下的热电性能尚鲜见报道。本项目拟利用纳米技术，探索进一步提高ZnO基薄膜热电性能的途径和方法，基本思想是制备出"尺度大于电子的平均自由程，而小于声子的平均自由程"的ZnO纳米颗粒膜和(ZnO)mIn2O3(m=3,5)纳米层状结构膜，以显著降低晶格热导率，而不明显降低电学性能，达到提高热电优值的目的。实验上主要研究两种纳米多晶薄膜的微观结构、导电、热电、磁热电性能与掺杂元素种类、掺杂方式、掺杂量、膜厚、晶粒大小等因素之间的内在关系；理论上主要研究掺杂原子、磁场、晶界、缺陷、表面散射对两种薄膜的电子和声子输运过程的影响规律，讨论尺寸效应、量子限域效应、声子拖曳、磁场对提高热电性能的作用, 以期获得薄膜热电性能、微观结构、制备条件三者之间的内在联系，制备出高热电性能的ZnO基纳米薄膜。