SeebeckPro塞贝克系数及电阻分析系统

塞贝克系数/电阻分析系统 SeebeckPro

概述

热电材料（也称温差电材料，thermoelectricmaterials）是一种利用固体内部载流子运动，实现热能和电能直接相互转换的功能材料。热电效应是电流引起的可逆热效应和温差引起的电效应的总称，包括塞贝克（Seebeck）效应、波尔贴(Peltier)效应和汤姆逊(Thomson)效应。

塞贝克效应

1823年，德国人塞贝克(Seebeck)首先发现当两种不同导体构成闭合回路时，如果两个接点的温度不同，则两接点间有电动势产生，且在回路中有电流通过，即温差电现象或塞贝克效应。通常用无量纲热电优值ZT来衡量材料的热电性能

ZT=(S^2*σ*T)/λ

S:塞贝克系数;[S]=μV/K；I:电导率;[σ]=1/Ωm；K:热导率;[λ]=W/mK

热电材料性能优异的因素：大的塞贝克系数、大的电导率、小的热导率。

提高热电优值ZT的困难在于热电材料自身的塞贝克系数、电导率和热导率不是相互独立的，而是都取决于材料的电子结构以及载流子的传输特性。例如，当通过提高载流子浓度和载流子迁移率来提高电导率时，不仅会增大载流子对热传导的贡献，造成热导率增大，而且往往会降低塞贝克系数。正是由于这三个物理量不能同步调节，热电优值和热电转换效率很难大幅度提高，使得传统块状热电材料的推广应用面临巨大障碍。

热电材料的研发目标：

增大塞贝克系数：提高费米能级附近的状态密度，增大载流子有效质量，降低载流子浓度；

增大电导率：提高载流子浓度，降低载流子有效质量；

对于金属和半导体：设法降低晶格热导率是提高材料热电性能的关键。

主要热电材料体系

Bi2Te3/Sb2Te3体系

PbTe体系

SiGe体系

CoSb3为代表的方钴矿型热电材料

Zn4Sb3

金属硅化物（如β-FeSi2、MnSi2、CrSi2等）

NaCo2O4为代表的氧化物等

SeebeckPro技术优势：

同步测量塞贝克系数和电阻系数

配置垂直或水平放样结构，满足不同用户的要求，方便样品操作

铂金大电极设计，和样品可充分接触，对于不均匀样品也可获得良好的导电测试

可配置双加热器系统，不均匀样品的温差控制

高级应用程序控温技术，包括温差和测量步进等高级要求。

0-50K范围的温差可随意设置温差值及温差点的个数

自由升/降温、可极ng确控制温度程序，进行升温、恒温与降温过程中的数据测量

温度检测可选S/C型热电偶，Z适合测量Si系列热电材料(SiGe,MgSi等)

热电偶探针非K型（无需铠装）配置，不会产生非常大的接触电阻

热电偶间距可以根据样品尺寸调节或固定，满足不同科研要求

自动压力安全保护设计，确保测试过程中不会发生爆炸

测量系统：柱状、片状、长方体、薄膜等系统

可选Zda测试10MΩ高电阻材料系统

高级应用

薄膜热电材料的电导率非常低，我们的系统（0.00025-150000S/cm）可以满足科研要求！

SeebeckPro技术参数

温度范围

-100°Cupto500°C；RTupto800°C/1150°C

控温速率

0.01100/300K/min

控温精度

+/-0.5K

测量方法

塞贝克系数：静态直流电

电阻系数：四端法

测量范围

塞贝克系数：0.5μV/K-25V/K

电阻系数：0.2μOhmm-2.5KOhmm

电导系数：0.00025S/cm-150000S/cm

分辨率

塞贝克系数：10nV/K

电阻系数：10nOhmm

精度

塞贝克系数：±7%

电导系数：±7%

重复性

塞贝克系数：±3%

电导系数：±3%

电流

0to160mA

气氛

He、氧化、还原、真空

真空度

10E-3mbar

样品尺寸

直径或正方形：2to4mm；长度：6to22mm

圆片样品

?10-12.7-25.4mm

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