中，結(jié)合Pt-Pt-10%化熱電偶的特性，得到在 溫度> 〇°C時，試樣兩端的讀數(shù)化、Tc誤差均<0.15K，則I rUT I <0.3K。對于由于接觸熱阻產(chǎn)生 的誤差，如果接觸材料選擇得當(dāng)，并且加工精度比較高，保證樣品接觸良好，對于運種誤差 基本可W忽略不計。由此看來，總共產(chǎn)生的誤差大約為I rUT I <0.48K，如果WΔΤ = 10K估算 誤差，則I rUT I ΑΚ4.8 %，則根據(jù)誤差加和性原理，每組數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差都應(yīng)該基本一致，故 Seebeck系數(shù)總的誤差在5 %左右。
[0103] 利用本測試系統(tǒng)對P型Bio.5Sbi.5Te3材料在常溫下的Seebeck系數(shù)進行測量，測試 的四組原始數(shù)據(jù)如圖2、3、4、5,針對每組數(shù)據(jù)所擬合出來的Seebeck系數(shù)進行求平均得到平 均的Seebeck系數(shù)，并與用同類標(biāo)準(zhǔn)測試儀器HGTE-n型熱電參數(shù)測試系統(tǒng)的測試值進行比 對，得出了偏差和誤差，如表1。
[0104] 表1
[0105]
[0106] 本實施例結(jié)合測試裝置的結(jié)構(gòu)，首次針對片狀樣品實施動態(tài)法測量，給出了配套 的測試標(biāo)準(zhǔn)，對測試過程的各方面都提出了要求(例如樣品的制作和安裝，樣品與探針的接 觸是否良好等等），提高了測試質(zhì)量。
[0107] 本發(fā)明還可W設(shè)計?？诘能浖?，例如，選用Microsoft的C#作為測試軟件的開發(fā)語 言，得到與本發(fā)明中測量裝置和方法配套的計算機軟件，實現(xiàn)測試為電腦一體化控制、采 集、計算、顯示輸出的過程。
[0108] 本發(fā)明中的保護氣體可W是常用的保護氣體，如氮氣、稀有氣體或其混合物。本發(fā) 明還通過提出配套的測試標(biāo)準(zhǔn)，主要對測試前的樣品要求、樣品安裝、接觸檢測、探針位置 檢測、測試流程給出了詳細的標(biāo)準(zhǔn)要求，對測試后的數(shù)據(jù)處理也給出了詳細的方法(例如， 運用動態(tài)法不過原點進行曲線擬合，W及采用多組溫度-電壓組合擬合出多組Seebeck系數(shù) 求平均值的方法，對測試不均勻樣品的Seebeck系數(shù)時具有獨有的優(yōu)勢），提升了測試精度。 通過主/副加熱器的調(diào)整，可W測量任意溫度下半導(dǎo)體材料的Seebeck系數(shù)，提升了測量精 度。
[0109] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，W上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用W 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種測量Seebeck系數(shù)的裝置，其特征在于，包括主加熱器（1)、副加熱器(5)、第一絕 緣導(dǎo)熱體(3)、第二絕緣導(dǎo)熱體(4)、第一主探針（11)、第一副探針（12)、第二主探針（13)、第 二副探針（14)、第一主熱電偶（7)、第一副熱電偶（8)、第二主熱電偶（9)和第二副熱電偶 (10);其中， 所述第一絕緣導(dǎo)熱體（3)和所述第二絕緣導(dǎo)熱體(4)均位于所述主加熱器（1)上，呈前 后位置關(guān)系放置，并且所述第一絕緣導(dǎo)熱體(3)和所述第二絕緣導(dǎo)熱體(4)兩者不直接接 觸;所述第一絕緣導(dǎo)熱體(3)和所述第二絕緣導(dǎo)熱體(4)均用于放置待測量樣品；該待測量 樣品的一端與所述第一絕緣導(dǎo)熱體(3)接觸，另一端與所述第二絕緣導(dǎo)熱體(4)接觸； 所述副加熱器（5)位于所述第一絕緣導(dǎo)熱體(3)-側(cè)，用于對所述第一絕緣導(dǎo)熱體（3) 加熱;所述主加熱器（1)用于同時對所述第一絕緣導(dǎo)熱體(3)和所述第二絕緣導(dǎo)熱體(4)加 執(zhí). ， 所述第一主探針（11)和所述第一副探針（12)分別用于測量所述待測量樣品與所述第 一絕緣導(dǎo)熱體（3)相接觸部分左右兩端的電位，所述第二主探針（13)和所述第二副探針 (14)分別用于測量所述待測量樣品與所述第二絕緣導(dǎo)熱體(4)相接觸部分左右兩端的電 位； 所述第一主熱電偶(7)和所述第一副熱電偶(8)分別位于所述第一絕緣導(dǎo)熱體(3)下方 的左部和右部，分別用于測量所述待測量樣品與所述第一絕緣導(dǎo)熱體(3)相接觸部分左右 兩端的溫度;所述第二主熱電偶(9)和所述第二副熱電偶（10)分別位于所述第二絕緣導(dǎo)熱 體(4)下方的左部和右部，分別用于測量所述待測量樣品與所述第二絕緣導(dǎo)熱體(4)相接觸 部分左右兩端的溫度。2. 如權(quán)利要求1所述測量Seebeck系數(shù)的裝置，其特征在于，所述待測量樣品為塊狀樣 品或片狀樣品。3. 如權(quán)利要求1所述測量Seebeck系數(shù)的裝置，其特征在于，所述第一主探針（11 )、所述 第一副探針（12)、所述第二主探針（13)、所述第二副探針（14)和所述待測量樣品均位于真 空環(huán)境或保護氣體環(huán)境下。4. 如權(quán)利要求1所述測量Seebeck系數(shù)的裝置，其特征在于，所述第一主熱電偶（7)、所 述第一副熱電偶(8)、所述第二主熱電偶(9)和所述第二副熱電偶（10)的位置均可以左右調(diào) To5. 利用如權(quán)利要求1 一 4任意一項所述測量Seebeck系數(shù)的裝置的Seebeck系數(shù)的測量 方法，其特征在于，優(yōu)選包括以下步驟： (1) 待測量樣品的安裝： 將待測量樣品放置在第一絕緣導(dǎo)熱體和第二絕緣導(dǎo)熱體上，使該待測量樣品的一端與 所述第一絕緣導(dǎo)熱體接觸，另一端與所述第二絕緣導(dǎo)熱體接觸;通過主加熱器和副加熱器 對所述待測量樣品進行加熱； (2) 測量溫度及電位:利用第一主探針、第一副探針、第二主探針、第二副探針、第一主 熱電偶、第一副熱電偶、第二主熱電偶和第二副熱電偶分別測量所述待測量樣品的溫度與 電位，其中， 所述第一主探針和所述第一副探針分別用于測量所述待測量樣品與所述第一絕緣導(dǎo) 熱體相接觸部分左右兩端的電位； 所述第二主探針和所述第二副探針分別用于測量所述待測量樣品與所述第二絕緣導(dǎo) 熱體相接觸部分左右兩端的電位； 所述第一主熱電偶和所述第一副熱電偶分別位于所述第一絕緣導(dǎo)熱體下方的左部和 右部，分別用于測量所述待測量樣品與所述第一絕緣導(dǎo)熱體相接觸部分左右兩端的溫度； 所述第二主熱電偶和所述第二副熱電偶分別位于所述第二絕緣導(dǎo)熱體下方的左部和 右部，分別用于測量所述待測量樣品與所述第二絕緣導(dǎo)熱體相接觸部分左右兩端的溫度； (3)計算Seebeck系數(shù)： 記所述第一主熱電偶測量得到的溫度與所述第二副熱電偶測量得到的溫度兩者的差 值為A h，所述第一副熱電偶測量得到的溫度與所述第二主熱電偶測量得到的溫度兩者的 差值為A T2,所述第一副熱電偶測量得到的溫度與所述第二副熱電偶測量得到的溫度兩者 的差值為A Τ3,所述第一主熱電偶測量得到的溫度與所述第二主熱電偶測量得到的溫度兩 者的差值為A T4; 所述第一主探針測量得到的電位與所述第二副探針測量得到的電位兩者的差值為 所述第一副探針測量得到的電位與所述第二主探針測量得到的電位兩者的差值為V2，所述 第一副探針測量得到的電位與所述第二副探針測量得到的電位兩者的差值為V 3,所述第一 主探針測量得到的電位與所述第二主探針測量得到的電位兩者的差值為V4; 根據(jù)Δ Τ!、Δ Τ2、Δ Τ3、Δ 14、￥1、￥2、￥3和￥4計算該待測量樣品的366&6〇1^系數(shù)。6.如權(quán)利要求5所述Seebeck系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述Δ ??、Δ Τ2、ΔΤ3、Δ Τ4、 Vi、V2、V3和V4為多組，所述多組Δ Ti與所述多組Vi--對應(yīng)，所述多組Δ T2與所述多組V2-- 對應(yīng)，所述多組Δ T3與所述多組V3--對應(yīng)，所述多組Δ T4與所述多組V4--對應(yīng)； 所述樣品的Seebeck系數(shù)S滿足：其中，Si為所述多組Δ Ti與所述多組Vi線性擬合后的斜率;S2為所述多組Δ T2與所述多 組％線性擬合后的斜率;&為所述多組ΔΤ3與所述多組V3線性擬合后的斜率;S 4為所述多組 A T4與所述多組V4線性擬合后的斜率。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測量Seebeck系數(shù)的裝置及其方法，其中該裝置包括主/副加熱器、第一絕緣導(dǎo)熱體、第二絕緣導(dǎo)熱體、第一主/副探針、第二主/副探針、第一主/副熱電偶、第二主/副熱電偶，其中，第一絕緣導(dǎo)熱體和第二絕緣導(dǎo)熱體均用于放置待測量樣品；第一主/副探針和第二主/副探針用于測量待測量樣品的電位；第一主/副熱電偶和第二主/副熱電偶用于測量待測量樣品的溫度。本發(fā)明中進行測量的樣品其形貌可靈活多樣，并且該裝置可以測試在不同溫度條件下的材料塞貝克系數(shù)，裝置結(jié)構(gòu)簡單，由于是采用基于四個探針求得多組塞貝克系數(shù)求平均的測試方法，測量得到的塞貝克系數(shù)測量準(zhǔn)確性高。
【IPC分類】G01K7/02, G01R19/00, G01N25/20
【公開號】CN105628732
【申請?zhí)枴緾N201510995132
【發(fā)明人】楊君友, 何煦, 羅裕波, 張旦, 周志偉, 瞿秋亮, 姜慶輝, 任洋洋
【申請人】華中科技大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月23日