The efficiency of thermoelectric devices depends on phase stability of layers constituting the device. TaN and TaN-Ta-TaN thin films, 900 nm thick, were investigated as diffusion barriers for the CeFe4Sb12 thermoelectric substrate in contact with the Cu electrode. It is shown that Sb diffuses through the TaN layer when the sample is heated above 400 °C. Multilayer TaN-Ta-TaN acts as the diffusion barrier for Sb and is efficient up to 500 °C. When diffusion of Sb occurs above 400 °C for TaN and above 500 °C for TaN-Ta-TaN, the formation of FeSb2 and Cu2Sb precipitates was identified by XRD and TEM/energy dispersive X-ray spectroscopy.
REFERENCES
1.
F. J.
DiSalvo
, Science
285
, 703
(1999
). 2.
D. M.
Rowe
, Renew. Energy
16
, 1251
(1999
). 3.
C. M.
Bhandari
and D. M.
Rowe
, CRC Handbook of Thermoelectrics
(CRC Press
, 1995
), Vol. 5, p. 43.4.
B. C.
Sales
, Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths
(North Holland Elsevier
, 2003
), Vol. 33, p. 34.5.
J. R.
Sootsman
, D. Y.
Chung
, and M. G.
Kanatzidis
, Angew. Chem. Int. Ed.
48
, 8616
(2009
). 6.
P. F.
Qiu
, J.
Yang
, R. H.
Liu
, X.
Shi
, X. Y.
Huang
, G. J.
Snyder
, W.
Zhang
, and L. D.
Chen
, J. Appl. Phys.
109
, 063713
(2011
). 7.
H.
Kitagawa
, M.
Hasaka
, T.
Morimura
, H.
Nakashima
, and S.
Kondo
, Mater. Res. Bull.
35
, 185
(2000
). 8.
G.
Rogl
, A.
Grytsiv
, P.
Heinrich
, E.
Bauer
, P.
Kumar
, N.
Peranio
, O.
Eibl
, J.
Horky
, M.
Zehetbauer
, and P.
Rogl
, Acta Mater.
91
, 227
(2015
). 9.
L.
Chapon
, D.
Ravot
, and J. C.
Tedenac
, J. Alloys Compd.
282
, 58
(1999
). 10.
T.
Morimura
and M.
Hasaka
, Scr. Mater.
48
, 495
(2003
). 11.
A.
Kaltzoglou
, P.
Vaqueiro
, K. S.
Knight
, and A. V.
Powell
, J. Solid State Chem.
193
, 36
(2012
). 12.
X.
Shi
, J.
Yang
, J. R.
Salvador
, M.
Chi
, J. Y.
Cho
, H.
Wang
, S.
Bai
, J.
Yang
, W.
Zhang
, and L.
Chen
, J. Am. Chem. Soc.
133
, 7837
(2011
). 13.
M.
El-Genk
, H.
Saber
, and T.
Caillat
, J. Energy Convers. Manage.
44
(11
), 1755
(2003
). 14.
G. S.
Nolas
, M.
Kaeser
, R. T.
Littleton
, and T. M.
Tritt
, App. Phys. Lett.
77
, 1855
(2000
). 15.
G.
Rogl
, A.
Grytsiv
, P.
Rogl
, N.
Peranio
, E.
Bauer
, M.
Zehetbauer
, and O.
Eibl
, Acta Mater.
63
, 30
(2014
). 16.
B. C.
Sales
, B. C.
Chakoumakos
, and V.
Keppens
, Phys. Rev. B
56
, 15081
(1997
). 17.
G.
Rogl
, A.
Grytsiv
, K.
Yubuta
, S.
Puchegger
, E.
Bauer
, C.
Raju
, R. C.
Mallik
, P.
Rogl
et al, Acta Mater.
95
, 201
(2015
). 18.
U.
Khan
, K.
Kobayashi
, D.-M.
Tang
, Y.
Yamauchi
, K.
Hasegawa
, M.
Mitome
, Y.
Xue
, B.
Jiang
, K.
Tsuchiya
, D.
Golberg
, Y.
Bando
, and T.
Mori
, Nano. Energy
31
, 152
(2017
). 19.
K. T.
Wojciechowski
, R.
Zybala
, and R.
Mania
, Microelectron. Reliab.
51
, 1198
(2011
). 20.
D.
Zhao
, H.
Geng
, and X.
Teng
, J. Alloys Compd.
517
, 198
(2012
). 21.
S. E.
Dutton
, S.
Skinner
, and G. J.
Snyder
, “Interfaces in energy mater
,” APL Mater.
7
, 012901
(2019
).22.
M.S.
El-Genk
, H.H.
Saber
, in Proceedings of the 21st International Conference on Thermoelectrics
(IEEE
, 2002
), p. 408
.23.
K.
Kaszyca
, M.
Schmidt
, M.
Chmielewski
, K.
Pietrzak
, and R.
Zybala
, Mater. Today Proc.
5
, 10277
(2018
). 24.
J.
Fan
, L.
Chen
, S.
Bai
, and X.
Shi
, Mater. Lett.
58
, 3876
(2004
). 25.
D.
Zhao
, X.
Li
, L.
He
, W.
Jiang
, and L.
Chen
, Intermet.
17
, 136
(2009
). 26.
D.
Zhao
, X.
Li
, L.
He
, W.
Jiang
, and L.
Chen
, J. Alloys Compd.
477
, 425
(2009
). 27.
B.
Song
, S.
Lee
, S.
Cho
, M.-J.
Song
, S.-M.
Choi
, W.-S.
Seo
, Y.
Yoon
, and W.
Lee
, J. Alloys Compd.
617
, 160
(2014
). 28.
M.
Gu
, X.
Xia
, X.
Li
, X.
Huang
, and L.
Chen
, J. Alloys Compd.
610
, 665
(2014
). 29.
W.-A.
Chen
, S.-W.
Chen
, S.-M.
Tseng
, H.-W.
Hsiao
, Y.-Y.
Chen
, G. J.
Snyder
, and Y.
Tang
, J. Alloys Compd.
632
, 500
(2015
). 30.
S. W.
Chen
, A. H.
Chu
, and D. S.-H.
Wong
, J. Alloys Compd.
699
, 448
(2017
). 31.
X.
Tang
, L.
Chen
, T.
Goto
, and T.
Hirai
, J. Mater. Res.
16
(3
), 837
(2001
). 32.
Q.
Jie
, H.
Wang
, W.
Liu
, H.
Wang
, G.
Chen
, and Z.
Ren
, Phys. Chem. Chem. Phys.
15
, 6809
(2013
). 33.
G.
Tan
, W.
Liu
, S.
Wang
, Y.
Yan
, H.
Li
, X.
Tang
, and C.
Uher
, J. Mater. Chem. A
1
, 12657
(2013
). 34.
M.
Gu
, X.
Xia
, X.
Huang
, S.
Bai
, X.
Li
, and L.
Chen
, J. Alloys Compd.
671
, 238
(2016
). 35.
D. K.
Kim
, H.
Lee
, D.
Kim
, and Y.
Keun Kim
, J. Cryst. Growth
283
(3–4
), 404
(2005
). 36.
L.
Liu
, Y.
Wang
, and H.
Gong
, J. Appl. Phys.
90
(1
), 416
(2001
). 37.
M.
Stavrev
, D.
Fischer
, and C.
Wenzel
, Thin Solid Films
307
, 79
(1997
). 38.
J.
Nazon
, B.
Fraisse
, J.
Sarradin
, S. G.
Fries
, J. C.
Tedenac
, and N.
Fréty
, Appl. Surf. Sci.
254
, 5670
(2008
). 39.
H. H.
Hsu
, C. H.
Cheng
, Y. L.
Lin
, S. H.
Chiou
, C. H.
Huang
, and C. P.
Cheng
, Appl. Phys. Lett.
103
, 053902
(2013
). 40.
H. H.
Hsu
, C. H.
Cheng
, S. H.
Chiou
, C. H.
Huang
, C. M.
Liu
, Y. L.
Lin
, W. H.
Chao
, P. H.
Yang
, C. Y.
Chang
, and C. P.
Cheng
, J. Alloys Compd.
588
, 633
(2014
). 41.
L.
Boulat
, R.
Viennois
, D.
Ravot
, and N.
Fréty
, MRS Online Proc. Libr.
1490
, 197
(2013
). 42.
L.
Chapon
, D.
Ravot
, and J. C.
Tedenac
, J. Alloys Compd.
282
, 58
(1999
). 43.
R.
Viennois
, L.
Girard
, D.
Ravot
, S.
Paschen
, S.
Charar
, A.
Mauger
, P.
Haen
, and J. C.
Tedenac
, Phys. Rev. B
80
, 155109
(2009
). 44.
J.
Nazon
, J.
Sarradin
, V.
Flaud
, J. C.
Tedenac
, and N.
Fréty
, J. Alloys Compd.
464
, 526
(2008
). 45.
A.
Jara
, B.
Fraisse
, V.
Flaud
, N.
Fréty
, and G.
Gonzalez
, Surf. Coat. Technol.
309
, 887
(2017
). 46.
47.
J. A.
Thornton
, Ann. Rev. Mater. Sci.
7
, 239
(1977
). 48.
S.
Tsukimoto
, M.
Moriyama
, and M.
Murakami
, Thin Solid Films
460
(1/2
), 222
(2004
). 49.
50.
G. S.
Nolas
, D. T.
Morelli
, and T. M.
Tritt
, Annu. Rev. Mat. Sci.
29
, 89
(1999
). 51.
D.
Zhao
, C.
Tian
, Y.
Liu
, C.
Zhan
, and L.
Chen
, J. Alloys Compd.
509
, 3166
(2011
). 52.
J.
Nazon
, M. H.
Berger
, J.
Sarradin
, J. C.
Tedenac
, and N.
Fréty
, Plasma Process. Polym.
6
, S844
(2009
). 53.
W. L.
Yang
, W. F.
Wu
, D. G.
Liu
, C. C.
Wu
, and K. L.
Ou
, Solid-State Electron.
45
, 149
(2001
). 54.
N.
Fréty
, F.
Bernard
, J.
Nazon
, J.
Sarradin
, and J. C.
Tedenac
, J. Phase Equilib. Diff.
27
, 590
(2006
). 55.
S.
Tsukimoto
, M.
Moriyama
, and M.
Murakami
, Thin Solid Films
460
, 222
(2004
). © 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.