热电超晶格薄膜的面内单向周期性调制及输运特性研究

高优值热电超晶格薄膜在微电子制冷、微发电器和传感器等领域具有重要的应用前景。传统层状超晶格薄膜仅在垂直于膜面方向上具有一维周期性，在膜面内保持晶体的平移对称性，因此电子在运动过程中侧动量守恒。本申请项目建议了一种具有"面内单向周期性"的超晶格结构，其生长在邻位单晶基片上，利用阶梯流模式生长的特点实现超晶格面内结构的周期性调制。面内周期性界面可在打破电子侧动量守恒，显著提高热电功率因子的同时，增加声子在界面处的漫散射，降低声子热导率，从而提高超晶格薄膜的热电优值。本项目通过优化沉积工艺，探讨PbTe/PbTeSe超晶格薄膜阶梯流生长的条件和机制。采用改变基片错切角和表面处理等方式，实现"面内周期性"结构PbTe基超晶格薄膜的面内周期和界面粗糙度的可控性。深入了解面内周期性界面对热电超晶格薄膜载流子和声子输运规律的影响以及作用机理。这些方面的研究，对开发新结构热电材料具有重要的理论和实际意义。