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Accès ouvert déclaré 2026 article

Controllable ion beam deposition of Bi2Te3 thin films for flexible thermoelectric microdevices

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This work investigates the ion-beam deposition (IBD) of Bi₂Te₃ thin films on flexible PET substrates, evaluating their integration into planar micro-thermoelectric generators (µ-TEGs). Ion-beam voltage ( V Beam = 600–1000 V is systematically varied to control growth kinetics, stoichiometry, structural order, and thermoelectric (TE) performance. Increasing V Beam promotes Te deficiency and Bi-rich phases with reduced crystallinity and enhanced lattice disorder, as confirmed by XRD, Raman spectroscopy, and EDS. These structural changes correlate with a non-monotonic evolution of the Seebeck coefficient and electrical conductivity, yielding an optimal power factor of ∼180 µW·m⁻¹ ·K⁻² at 700 V. Carrier concentration analysis (n ≈ 8 × 10 ¹⁹ cm⁻³) and a Mott-based estimate of the Fermi level ( E C − E F ≈ 11 meV) confirm degenerate n-type transport driven by Te depletion. The optimized films were implemented in flexible µ-TEGs fabricated by two-step photolithography, achieving 0.1400 ± 0.0075 mV·K⁻¹ and an output power density of 56 µW·cm⁻² under ΔT = 20 K. Finite element simulations corroborate the measured electrothermal behavior and reveal a low contact resistance ( R c ≈ 10⁻⁴ Ω·m²), a contact resistance within the range reported for thin-film thermoelectric interfaces. Overall, this study identifies a narrow processing window for obtaining functional Bi₂Te₃ films on PET and validates room-temperature IBD as a viable route for scalable fabrication of flexible TE devices.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Controllable ion beam deposition of Bi2Te3 thin films for flexible thermoelectric microdevices
Date Crossref
01/10/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

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