一种原子力显微镜导电探针原位加热、原位表征纳米塞贝克系数的装置

摘要

本申请公开了一种原子力显微镜导电探针原位加热、原位表征纳米塞贝克系数的装置，该装置进一步包括：一原子力显微镜导电探针原位加温模块，用于实现原子力显微镜导电探针的原位加热以及与其相互接触的纳米热电材料微区加热；一纳米塞贝克系数原位检测模块，用于提供发展原位表征纳米塞贝克系数装置的原子力显微镜平台，并原位实现所述纳米热电材料纳米塞贝克电压信号的原位激发和原位检测，并进而获得纳米塞贝克系数的原位定量表征结果。本申请将原子力显微镜纳米检测功能、焦耳热效应、热传导效应和热电材料塞贝克物理效应相结合，建立起基于原子力显微镜导电探针原位加热、原位定量表征纳米塞贝克系数的新装置。

主权项

一种原子力显微镜导电探针原位加热、原位表征纳米塞贝克系数的装置，用于原位加热原子力显微镜导电探针、原位定量表征纳米热电材料纳米塞贝克系数，其特征在于，所述装置进一步包括：一原子力显微镜导电探针原位加温模块，用于实现原子力显微镜导电探针的原位加热以及与其相互接触的纳米热电材料微区加热；一纳米塞贝克系数原位检测模块，用于提供发展原位表征纳米塞贝克系数装置的原子力显微镜平台，并原位实现所述纳米热电材料纳米塞贝克电压信号的原位激发和原位检测，并进而获得纳米塞贝克系数的原位定量表征结果；其中，所述原子力显微镜导电探针原位加温模块进一步包括：一AFM探针支架，一绝缘底座，一探针底座，一发热体支架，一发热体，一激励源和一AFM导电探针，所述AFM导电探针包括一导电探针微悬臂和一导电探针针尖，其中，所述AFM探针支架、所述绝缘底座、所述发热体支架、所述发热体依次相连，所述探针底座与所述发热体支架独立平行置于所述绝缘底座上并与所述导电探针微悬臂相连，实现所述AFM导电探针稳定安置；所述发热体置于刚性薄层结构状的发热体支架上并与激励源相连，实现发热体发热并对置于其上并紧密连接的所述导电探针微悬臂进行加热，该热量经所述导电探针微悬臂传导于与其一体化连接的所述导电探针针尖，从而实现所述导电探针针尖原位加热；其中，所述一纳米塞贝克系数原位检测模块进一步包括：一AFM平台，一纳米热电材料样品，一磁性金属垫层，一低信号引出端，一高信号引出端，一高灵敏电压计，一数据处理显示模块；其中，所述一纳米热电材料样品与所述导电探针针尖相互接触时，将由于加热所述导电探针针尖在被测纳米热电材料样品和所述导电探针针尖相接触的纳米尺度加热区与非接触的未加热区之间原位激发纳米尺度塞贝克电压信号；所述一低信号引出端和一高信号引出端共同输出纳米塞贝克电压信号，并与所述高灵敏电压计相连，实现对纳米尺度塞贝克电压信号的原位检测，进而获得纳米尺度塞贝克系数原位定量表征结果。