一种测量微纳米热电材料或器件塞贝克系数的方法

摘要

本发明公开了一种测量微纳米热电材料或器件塞贝克系数的方法，将两种不同热电材料连结而成的样品两端与热沉相连放置在真空环境中，通一频率为ω，幅值为I0的交变电流I0sin(ωt)，焦耳热效应会在被测样品上产生一个抛物型温度分布，被测材料结点处的温度为一个稳态分量和两个谐波分量叠加；对于热电材料，由于塞贝克效应，结点处的稳态温度分量与热沉端形成的温差将会产生直流塞贝克热电势；获取直流电压信号，同时理论求解稳态温差，即可得到被测热电材料的塞贝克系数。本发明具有测量精度高、实验装置简单、易于实现及测试成本低等优点，为微纳米尺度热电转换系统的评价和表征提供了新的思路。

主权项

1.一种测量微纳米热电材料或器件塞贝克系数的方法，其特征在于，将第一纳米热电材料（11）一端和第二纳米热电材料（12）的一端连接后置于真空环境中，第一纳米热电材料（11）和第二纳米热电材料（12）的材料性质不同，第一纳米热电材料（11）和第二纳米热电材料（12）的横截面积相等，第一纳米热电材料（11）的另一端连接第一热沉（21），第二纳米热电材料（12）的另一端连接第二热沉（22），用信号发生器（4）向连接后的第一纳米热电材料（11）和第二纳米热电材料（12）通入I=I₀sin(ωt)的交流电，由结点与热沉之间的温差公式：∆T_s=ζI₀²，先根据公式ζ=(R₁₁+R₁₂)/[4A(λ₁₁/l₁₁+λ₁₂/l₁₂)]求得系数ζ，再根据公式S=k_v/ζ求得被测样品的塞贝克系数S，其中，R₁₁为第一纳米热电材料（11）的电阻，R₁₂为第二纳米热电材料（12）的电阻，λ₁₁为第一纳米热电材料（11）的热导率，λ₁₂为第二纳米热电材料（12）的热导率，l₁₁为第一纳米热电材料（11）的长度，l₁₂为第二纳米热电材料（12）的长度，A为第一纳米热电材料（11）和第二纳米热电材料（12）的横截面积，k_v为第一纳米热电材料（11）和第二纳米热电材料（12）连接后两端的塞贝克直流电压随输入电流幅值平方的变化关系的斜率，由试验数据拟合得到。