一种用于半导体器件的柔性热电材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了热电材料技术领域的一种用于半导体器件的柔性热电材料及制备方法，所述柔性热电材料包括银硫基纳米颗粒，以及包覆于所述银硫基纳米颗粒周围的聚3，4

【技术实现步骤摘要】
一种用于半导体器件的柔性热电材料及制备方法


[0001]本专利技术属于热电材料
，具体是指一种用于半导体器件的柔性热电材料及制备方法。

技术介绍

[0002]热电材料是一种利用固体内部载流子运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料，1823年发现的塞贝克效应和1834年发现的帕尔帖效应为热电能量转换器和热电制冷的应用提供了理论依据，柔性热电材料分为导电聚合物，导电聚合物与无机半导体填充物的复合材料，无机半导体薄膜三大类。
[0003]随着全球工业化进程的加快，世界能源短缺和枯竭已经成为每个国家不容忽视的问题，严重制约着社会长期稳定发展，研究和开发新能源已经成为全球能源发展的趋势，因此，研发一种用于半导体器件的柔性热电材料及制备方法具有重要意义，而现有柔性热电材料及其制备方法存在以下缺陷：国内柔性热电材料的研究起步较晚，与欧美发达国家相比仍有不小的差距；随着柔性热电材料的发展，柔性热电材料的热电转换效率仍然很低，亟需提高柔性热电材料的热电转换效率；现有技术制备的柔性热电材料的电传输性能较差，亟需探索适合的柔性热电材料提高导电性能；目前制备的柔性热电材料成本较高，制备方法复杂，市场价值低。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种用于半导体器件的柔性热电材料及制备方法，为了解决现有柔性热电材料电传输性能较差和热电转换效率低的问题，本专利技术通过制备银硫基纳米颗粒，以及包覆于所述银硫基纳米颗粒周围的聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩，聚3，4<br/>‑
乙烯二氧噻吩具有离域大π键，所以具有一定的导电能力，可以作为有机聚合物半导体；制备的银硫基纳米颗粒本身具有较好的热电性能，热能和电能可以直接相互转换，使电导率和热导率达到协同作用，从而实现提高热电转换效率的效果；其中，在聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩的有机框架中加入银硫基纳米颗粒，使中空结构架中填充团絮状结构，使结构紧密，从而提高电子迁移率；其次，本专利技术的柔性热电材料具有高的电导率和塞贝克系数，从而提高该材料的功率因子，最终使其显示出优越的热电性能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提供了一种用于半导体器件的柔性热电材料，所述柔性热电材料包括银硫基纳米颗粒，以及包覆于所述银硫基纳米颗粒周围的聚3，4
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乙烯二氧噻吩，所述银硫基纳米颗粒的化学式为Ag
x
TeS，其中，x=3.9～4.1。
[0006]优选地，所述银硫基纳米颗粒的化学式为AgxTeS，其中，x=3.95～4.0。
[0007]进一步地，所述银硫基纳米颗粒和聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩按照质量比2:3配制。
[0008]进一步地，所述银硫基纳米颗粒的制备过程包括以下步骤：步骤一：称取Ag、Te、S单质；
步骤二：所述步骤一称取的单质在马弗炉中进行熔融退火；步骤三：所述步骤二退火后的产物进行球磨，得到所述银硫基纳米颗粒。
[0009]进一步地，所述步骤一中Ag、Te、S单质所需要的质量计算公式：其中，为质量，为阿伏伽德罗常数，为单胞体积，为直径，为厚度。
[0010]进一步地，所述步骤二中熔融温度为900～1000℃，熔融时间为24～48小时，所述步骤二中退火温度为500～600℃，退火时间为1～2小时，所述步骤三中球磨转速为200～300r/min，球磨时间为30～60分钟。
[0011]进一步地，所述聚3，4
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乙烯二氧噻吩的纯度为98%。
[0012]本专利技术还提出了一种用于半导体器件的柔性热电材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将所述权利要求3制备的银硫基纳米颗粒与聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩按照质量比在20mL异丙醇中充分混合反应；步骤二：将所述步骤一反应后的产物放入烘干箱在70℃烘干60分钟即可；步骤三：将所述步骤二的产物放入模具中，在室温下进行压片处理，厚度为1～2mm；步骤四：将所述步骤三的产物置入火花放电等离子烧结系统中进行烧结，烧结温度为400～500℃，然后自然冷却至室温，得到所述柔性热电材料。
[0013]采用上述方法本专利技术取得的有益效果如下：（1）本专利技术通过制备银硫基纳米颗粒，以及包覆于所述银硫基纳米颗粒周围的聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩，聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩具有离域大π键，所以具有一定的导电能力，可以作为有机聚合物半导体；（2）制备的银硫基纳米颗粒本身具有较好的热电性能，热能和电能可以直接相互转换，使电导率和热导率达到协同作用，从而实现提高热电转换效率的效果；（3）其中，在聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩的有机框架中加入银硫基纳米颗粒，使中空结构架中填充团絮状结构，使结构紧密，从而提高电子迁移率；（4）其次，本专利技术的柔性热电材料具有高的电导率和塞贝克系数，从而提高该材料的功率因子，最终使其显示出优越的热电性能。
附图说明
[0014]图1为本专利技术中实施例3制备的一种用于半导体器件的柔性热电材料的扫描电镜图。
[0015]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]在本专利技术实施例中，如无特别说明的原料或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。
[0018]实施例1本专利技术提供了一种用于半导体器件的柔性热电材料，柔性热电材料包括银硫基纳米颗粒，以及包覆于银硫基纳米颗粒周围的聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩，银硫基纳米颗粒的化学式为Ag
x
TeS，其中，x=3.95，即Ag
3.95
TeS。
[0019]其中，银硫基纳米颗粒和聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩按照质量比2:3配制。
[0020]其中，银硫基纳米颗粒的制备过程包括以下步骤：步骤一：称取Ag、Te、S单质；步骤二：步骤一称取的单质在马弗炉中进行熔融退火；步骤三：步骤二退火后的产物进行球磨，得到银硫基纳米颗粒。
[0021]其中，步骤一中Ag、Te、S单质所需要的质量计算公式：其中，为质量，为阿伏伽德罗常数，为单胞体积，为直径，为厚度。
[0022]其中，Ag称取50g，Te称取11g，S称取2g。
[0023]其中，步骤二中熔融温度为900℃，熔融时间为24小时，退火温度为500℃，退火时间为1小时，步骤三中球磨转速为200r/min，球磨时间为30分钟。
[0024]其中，聚3，4
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体器件的柔性热电材料，其特征在于：所述柔性热电材料包括银硫基纳米颗粒，以及包覆于所述银硫基纳米颗粒周围的聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩，所述银硫基纳米颗粒的化学式为Ag
x
TeS，其中，x=3.9～4.1。2.根据权利要求1所述的一种用于半导体器件的柔性热电材料，其特征在于：所述银硫基纳米颗粒的化学式为Ag
x
TeS，其中，x=3.95～4.0。3.根据权利要求2所述的一种用于半导体器件的柔性热电材料，其特征在于：所述银硫基纳米颗粒和聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩按照质量比2:3配制。4.根据权利要求3所述的一种用于半导体器件的柔性热电材料，其特征在于，所述银硫基纳米颗粒的制备过程包括以下步骤：步骤一：称取Ag、Te、S单质；步骤二：所述步骤一称取的单质在马弗炉中进行熔融退火；步骤三：所述步骤二退火后的产物进行球磨，得到所述银硫基纳米颗粒。5.根据权利要求4所述的一种用于半导体器件的柔性热电材料，其特征在于：所述步骤一中Ag、Te、S单质所需要的质量计算公式：其中为质量，为阿伏伽德罗常数，为单胞体积，为直径，为厚度。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，陆文，
申请(专利权)人：江苏上达半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：