1. 毕业设计（论文）主要内容：
Mg3Sb2类化合物作为一种有潜力的热电材料，其热电性能优异，其具有组成元素轻、廉价、环保等优点，n型Mg3Sb2基热电材料最高zT可达1.7，在世界范围内引起了广泛的研究。目前，对该类化合物的研究主要集中在多晶块体材料的固溶优化。2019年Shan Huang等人理论上预测二维Mg3Sb2单晶薄膜在面内具有高的功率因子和超高的热电性能，这源于单晶薄膜回避了某些晶向上热电性能较差的难题。然而，热电领域对二维Mg3Sb2单晶薄膜合成及其相关热电输运性能探索尚处于空白。因此，本课题拟采用MBE技术制备Mg3Sb2单晶薄膜，通过精确控制其成分和缺陷结构，优化其载流子浓度和有效质量，以获得优良的热电性能，为Mg3Sb2类化合物热电性能的优化提供新的研究思路。 设计（论文）主要内容：（1）文献调研，了解Mg3Sb2类化合物热电性能研究国内外相关研究概况和发展趋势，归纳和总结Mg3Sb2类化合物热电性能优化的策略、实现途径以及存在问题；了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系。
（2）根据Mg3Sb2类化合物热电性能优化过程中存在的问题，确定对电子结构和微观结构实现精确调控的策略和方案；
（3）利用MBE制备二维Mg3Sb2单晶薄膜，并对其电子结构和缺陷结构进行研究；
2. 毕业设计（论文）主要任务及要求
（1）查阅不少于20篇的参考文献（其中近5年英文文献不少于5篇），了解国内外相关研究概况和发展趋势，归纳和总结Mg3Sb2类化合物热电性能的优化策略和实现途径，根据现有研究存在的问题和面临的难题重新制定新的优化策略，完成开题报告； （2）完成不少于5000字的英文文献翻译；（3）掌握MBE方法制备薄膜热电材料的技术及结构、性能表征手段；熟悉MBE—STM—ARPES真空互联系统的工作原理及其操作规程； （4） 采用MBE—STM—ARPES真空互联系统完成薄膜的生长以及电子结构表征，采用低温测试平台测试薄膜的电输运性能，分析成分和微观结构调控对电输运性能的影响规律；
（5）总结国内外相关研究概况和发展趋势，总结选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响，分析实验数据，撰写不少于12000字的论文，正确引用文献，完成毕业论文。
3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备的操作。确定技术方案，并完成开题报告；
第4－7周：二维Mg3Sb2单晶薄膜的MBE生长工艺探索；
第8－12周：二维Mg3Sb2单晶薄膜的制备、物相分析、形貌分析、电子结构表征和电热输运性能表征。
4. 主要参考文献
1. H. Tamaki, H. K. Sato, T. Kanno, et al., Isotropic Conduction Network and Defect Chemistry in Mg3 δSb2-Based Layered Zintl Compounds with High Thermoelectric Performance. Advanced Materials, 2016, 28(46), 10182–10187.
2. J. Mao, J. Shuai, S. Song, Y. Wu, R. Dally, J. Zhou, et al., Manipulation of ionized impurity scattering for achieving high thermoelectric performance in n-type Mg3Sb2-based materials. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019, 114(40), 10548–10553.
3. T. Zhou, X. Zhu, M. Tong, Y. Zhang, et al., Experimental Evidence of Topological Surface States in Mg3Bi2 Films Grown by Molecular Beam Epitaxy, 2019, Chin. Phys. Lett, 11117303.
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