热电检测系统与热电检测方法与流程

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种热电检测系统与热电检测方法。

背景技术：

随着材料与器件的低维化和微型化，纳米尺度上的电、热输运问题日益突出，对纳米材料与器件的性能产生很大的影响，对其研究也已成为材料科学、凝聚态物理以及微纳器件等交叉领域的前沿热点。半导体材料中的载流子在外电场以及温度梯度的驱动下会发生定向移动，引起电、热传导之间的相互耦合，而这一迁移也会受到材料中的杂质、缺陷、界面以及晶格振动的散射。这些因素互相竞争，使材料最终达到稳态的非平衡状态。在纳米复合材料中，这一效应最为明显。

由于引入纳米颗粒，短波声子被强烈地散射，因此材料总的热导率可以通过调节纳米粒子的特征尺寸来实现。例如，在SiGe合金中引入Si纳米颗粒，可使其热导率大幅度降低。而对于低维纳米材料与结构，由于声子处于受限状态，其输运机制也相当复杂，与纳米结构的形状、尺寸、表面以及边界密切有关。当前，在理论上，对于近平衡态的稳态输运现象，可以采用线性不可逆过程热力学加以分析，并通过求解玻尔兹曼方程得到输运系数。然而，为了深入研究低维材料与纳米结构的电、热微观输运机理，我们必须从实验上，特别是在纳米尺度，对其输运系数进行测量，从而准确把握材料杂质、缺陷以及界面对输运性质的影响，并与理论计算进行比较。目前，还没有可靠的实验手段来实现这一目标。针对这一问题，本发明希望发展一种基于扫描探针的材料纳米尺度热电检测系统，实现对电、热输运过程的有效调控，从而加深和促进人们对电、热输运微观机理的理解，具有很重要的意义。

技术实现要素：

基于目前低维热电物理性能表征困难、仪器需求迫切的前提，本发明提出了一种热电检测系统及热电检测方法，用于材料纳米尺度热电性能检测。

一种热电检测系统，用于检测材料纳米尺度的热电性能，所述热电检测系统包括扫描探针、样品台、检测电路和控制器，所述样品台用于承载样品，所述扫描探针用于在探针激励模式接触样品以对样品进行加热以及进一步在所述探针激励模式对样品的进行检测，所述检测电路用于电连接所述扫描探针以侦测所述扫描探针在所述探针激励模式下的电信号变化以输出第一检测信号，所述控制器用于接收所述检测电路输出的第一检测信号并基于所述第一检测信号分析所述样品的热电性能，所述热电检测系统还包括加热器件，所述加热器件用于在非探针激励模式下对样品进行加热，以使所述扫描探针进一步在所述非探针激励模式对样品的进行检测，进而所述检测电路侦测所述扫描探针在所述非探针激励模式下的电信号变化并输出所述检测信号，所述控制器用于接收所述检测电路输出的检测信号并基于所述检测信号分析样品的热电性能。

在一种实施方式中，所述加热器件包括基体及嵌入所述基体内的加热丝。

在一种实施方式中，所述加热丝的耐受温度大于等于1000摄氏度。

在一种实施方式中，所述基体的材料为氮化硼陶瓷，所述加热丝的材料包括金属镍、金属铬或者金属镍与金属铬的合金。

在一种实施方式中，所述热电检测系统还包括第一热电偶与第二热电偶，所述第一热电偶设置于所述基体的上部且靠近所述样品的一端，所述第二热电偶设置于所述扫描探针上用于经由所述扫描探针接触所述样品，所述第一热电偶与所述第二热电偶共同监测所述样品的温度。

在一种实施方式中，所述加热器件设置于所述样品台上，所述非探针激励模式为样品台激励模式。

在一种实施方式中，所述样品台还包括水冷基座，所述加热器件设置于所述水冷基座上，所述水冷基座用于保持所述样品台的外围温度在预定的温度范围内。

在一种实施方式中，所述水冷基座的材料包括铝合金。

在一种实施方式中，所述样品台还包括热辐射罩，所述热辐射罩用于遮盖所述样品台的至少部分，以保持所述样品台的外围温度在预定的温度范围内及减少热量扩散。

在一种实施方式中，所述检测电路包括惠斯通电桥与放大器，所述惠斯通电桥包括第一电阻器、第二电阻器及第三电阻器，所述第一电阻器为可变电阻器，所述第一电阻器的一端连接所述扫描探针的一端，所述第一电阻器的一端与所述扫描探针的一端之间具有第一节点，所述第一节点接地，所述扫描探针的另一端连接所述第二电阻器的一端，所述扫描探针的另一端与所述第二电阻器的一端具有第二节点，所述第二节点连接所述放大器的第一输入端，所述第一电阻器的另一端连接所述第三电阻器的一端，所述第一电阻器的另一端与所述第三电阻器的一端具有第三节点，所述第三节点连接所述放大器的第二输入端，所述第三电阻器的另一端连接所述第二电阻器的另一端，所述第三电阻器的另一端与所述第二电阻器的另一端之间具有第四节点，所述第四节点与所述放大器的输出端分别连接所述控制器。

在一种实施方式中，所述第二节点与第三节点之间还用于连接测量装置，用于通过所述第二节点与第三节点之间的电压变化获知所述扫描探针上的电信号变化而获知样品的热电性能。

在一种实施方式中，所述控制器包括传感器、信号处理模块及高速多路数据采集模块，所述传感器用于将所述检测信号转换为转换信号，所述信号处理模块用于对所述转换信号进行去噪、放大、滤波处理以将所述转换信号转变为所述高速多路数据采集模块能够识别的标准信号，所述高速多路数据采集模块用于将所述标准信号记录在计算机系统中。

在一种实施方式中，所述控制器包括双频锁相放大器，所述双频锁相放大器用于对所述检测信号进行一倍频与三倍频的测量而获取一倍频的检测信号与三倍频的检测信号供后续分析，其中所述三倍频的检测信号体现样品的热导率。

在一种实施方式中，所述热电检测系统还包括激励模块，所述控制器还控制所述激励模块在探针激励模式下向所述扫描探针施加一倍频的交流电激励信号以使所述扫描探针对样品进行加热。

一种热电检测方法，其包括如下步骤：

在探针激励模式下，扫描探针对样品进行加热与检测，侦测所述扫描探针的电信号变化获得第一检测信号，基于所述第一检测信号分析所述样品的热电性能；及

在非探针激励模式下，加热器件向样品进行加热，所述扫描探针对所述样品进行检测，侦测所述扫描探针的电信号变化获得第二检测信号，基于所述第二检测信号分析所述样品的热电性能。

在一种实施方式中，在探针激励模式与非探针激励模式下，通过电连接所述扫描探针的惠斯通电桥侦测所述扫描探针的电信号变化并获取对应的检测信号。

在一种实施方式中，所述热电检测方法还包括：对所述第一及第二检测信号进行转换、去噪、放大、滤波处理后并转变为标准信号，以及将所述标准信号记录在计算机系统中的步骤。

在一种实施方式中，所述热电检测方法还包括：利用双频锁相放大器用于对所述第一及第二检测信号进行一倍频与三倍频的测量而获取一倍频的第一及第二检测信号与三倍频的第一及第二检测信号供后续分析的步骤，其中所述三倍频的第一及第二检测信号体现样品的热导率。

在一种实施方式中，所述热电检测方法还包括：在探针激励模式下，向所述扫描探针施加一倍频的交流电激励信号以使所述扫描探针对样品进行加热的步骤。

在一种实施方式中，在非探针激励模式下，加热器件向样品进行加热的步骤包括：通过设置于承载样品的样品台上的加热器件向样品进行加热。

相较于现有技术，本发明的用于材料纳米尺度的热电检测系统与热电检测方法，采用探针加热、样品台加热的两种激励模式，可以供使用者依据实际需要选择合适的激励模式，达到准确检测样品的热电性能的目的。此外，本发明热电检测系统的装置结构简单、兼容性强，适与不同商用扫描探针系统相结合，是一项易于推广和应用的新技术。

另外，本发明的用于材料纳米尺度的热电检测系统只需直接加热即可直接检测材料纳米尺度热电性能。该技术拓展了现有扫描探针系统所不具备的材料纳米尺度热电性能表征与评价的物性功能，为有关的扫描探针技术的深入发展以及低维热电材料相关纳米尺度物性研究提供了重要的表征新方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一较佳实施方式的热电检测系统的结构示意图，其中所述热电检测系统包括扫描探针与样品台。

图2是图1所示热电检测系统的样品台的结构示意图。

图3是本发明一较佳实施方式的热电检测方法的结构示意图。

图4为施加于所述扫描探针的加热电压与所述扫描探针的电阻器的关系曲线图。

图5为所述扫描探针的温度与电阻器关系曲线图。

图6为一种实例下的热、电激励探针表征材料局部热传导性质的数据示意图。

图7为一种实例下的二维材料热电响应图。

主要元件符号说明

热电检测系统 100

扫描探针 110

针尖 111

第一连接臂 112

第二连接臂 113

样品台 120

水冷基座 121

加热器件 122

热辐射罩 123

基体 124

加热丝 125

第一热电偶 126

第二热电偶 127

检测电路 130

控制器 140

惠斯通电桥 150

第一电阻器 151

第二电阻器 152

第三电阻器 153

第一节点 154

第二节点 155

第三节点 156

第四节点 157

锁相放大器 160

第一输入端 161

第二输入端 162

输出端 163

样品 200

步骤 S1、S2

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明实施方式中使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施方式和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。另外，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图1，图1是本发明一较佳实施方式的热电检测系统100的结构示意图。所述热电检测系统100用于检测材料纳米尺度的热电性能，其包括扫描探针110、样品台120、检测电路130和控制器140，所述样品台120用于承载样品200，所述扫描探针110用于在探针激励模式接触样品200以对样品200进行加热以及进一步在所述探针激励模式对样品200的进行检测，所述检测电路130用于电连接所述扫描探针110以侦测所述扫描探针110在所述探针激励模式下因样品200温度变化引起的电信号变化以输出第一检测信号，所述控制器140用于接收所述检测电路130输出的第一检测信号并基于所述第一检测信号分析所述样品200的热电性能。

具体地，请参阅图2，图2是图1所示热电检测系统100的样品台120的结构示意图。本实施方式中，所述样品台120可以包括基座121、加热器件122与热辐射罩123。所述基座121为水冷基座，用于承载所述加热器件122，并用于保持所述样品台120的外围温度在预定的温度范围内，如保持所述样品台120的温度在室温(25摄氏度)左右，以及防止对所述样品台120以外的其他器件造成伤害。可以理解，所述预定的温度范围可以依据使用者的需要自行设定。进一步地，所述基座121可以包括铝合金材料，即由铝合金材料加工制成，其也可以包括设置于基座121表面的容置槽，用于收容所述加热器件122。

所述加热器件122设置于所述基座121上，用于接触所述样品200并在非探针激励模式下对样品200进行加热，以使所述扫描探针110进一步在所述非探针激励模式对样品200的进行检测，进而所述检测电路130侦测所述扫描探针110在所述非探针激励模式下的电信号变化并输出所述检测信号，所述控制器140用于接收所述检测电路130输出的检测信号并基于所述检测信号分析样品200的热电性能。所述加热器件122包括基体124及嵌设于所述基体124内部的加热丝125。优选地，所述加热丝125的耐受温度大于等于1000摄氏度。所述基体124的材料为氮化硼陶瓷但不限于氮化硼陶瓷，所述加热丝125的材料包括金属镍、金属铬或者金属镍与金属铬的合金但不限于金属镍、金属铬或者金属镍与金属铬的合金。可以理解，本实施方式中，所述加热器件122设置于所述样品台120上，在变更实施方式中，所述加热器件122也可以独立设置于所述样品台120外部，并不限于上述。

所述热辐射罩123用于遮盖所述样品台120的至少部分，以保持所述样品台120的外围温度在预定的温度范围内及减少所述样品台120的热量扩散，使得所述加热器件122能够以最小的电能达到给所述样品200加热的目标温度。具体地，所述热辐射罩123可以设置于所述样品台的基座121上，且遮盖于所述加热器件122与所述样品200的上方。可以理解，在一种实施例中，所述热辐射罩123可以包括开口，使得所述扫描探针110可以经由所述开口接触所述样品200。

所述热电检测系统100还可以包括第一热电偶126与第二热电偶127，所述第一热电偶126设置于所述基体124的上部且靠近所述样品200的一端，所述第二热电偶127设置在所述扫描探针110上用于接触所述样品200的表面以监测所述样品200的表面温度。其中，所述第一热电偶126为位于所述样品台120上的内置热电偶，所述第二热电偶127为设置在所述扫描探针110上的外置柔性热电偶。通过所述第一热电偶126与第二热电偶127可以准确定位所述样品200表面的温度范围。具体地，所述第一热电偶126可以定位所述样品200邻近所述加热器件122一侧的温度，从而获知所述加热器件122对所述样品200的加热温度。所述扫描探针110在所述样品200表面依次滑动，进而所述第二热电偶127在所述扫描探针110的带动下可以依次监测所述样品200表面的温度，从而获知在激励加热状态下所述样品200表面不同位置的温度，最终通过分析获知所述样品200的热电性能。

其中，所述样品台120的加热器件122对所述样品200的加热可以采用电阻器丝加热原理，利用比例-积分-微分控制器(PID)和脉冲宽度调制法(PWM)对温度进行高精度的反馈控制。特别是，所述样品台120的温度通过k型热电偶测量，测量精度高于0.01度。

所述扫描探针110为热敏性电阻器探针，当给所述扫描热探针110的两端施加加热电压时，所述扫描探针110的温度会随着电压的变化而变化，且所述扫描探针110的电阻器也随着温度的变化而变化。具体地，所述扫描探针110可以包括针尖111、第一连接臂112与第二连接臂113，所述第一连接臂112与所述第二连接臂113相连接且大致排列成V形，所述针尖111大致垂直连接于所述V形的顶点。其中所述针尖111用于与所述样品200接触，以与所述样品200进行热交换。

所述扫描探针110的两端(如第一连接臂112与第二连接臂113)还用于与所述检测电路130电连接。具体地，如探针激励模式下，所述控制器140可以控制向所述扫描探针110被施加所述加热电压，并随着加热电压的施加而升温，所述针尖111与所述样品200进行热交换以将热激励传递给所述样品200。进一步地，由于所述针尖111传递的热激励，所述样品200的表面温度发生变化，所述样品200因与所述针尖111发生热交换而使得所述扫描探针110的电阻发生变化，从而引起所述扫描探针110两端上的电信号(如电压或电流)发生变化，所述扫描探针110两端的电信号被所述检测电路130侦测到并进一步传输至所述控制器140。

具体地，对所述扫描探针110的加热可以通过焦耳加热原理，进行快速加热，并实现微区热调控，其中对于微区局域温度，可通过所述扫描探针110的电阻随温度变化的特性进行标定和实时监测。当所述扫描探针110的针尖111温度发生微弱变化时，会引起所述扫描探针110的电阻变化，从而被所述检测电路130侦测到，进而实现微区温度的精确测量。

可以理解，在所述探针激励模式下，所述扫描探针110同时作为加热元件(或者说热激励元件)与检测元件，并且也可以在加热的同时，对所述样品200进行电信号的测量，具体地，在工作过程中，当给所述扫描热探针110施加加热电压时，所述扫描探针110会随着所述加热电压施加而升温，通过所述针尖111将热激励传递给所述样品200，进一步检测所述扫描探针110上的电信号变化，从而实现所述样品200热电性能的检测。

在非探针激励模式(如样品要激励模式)下，通过所述样品台120对所述样品200进行加热时，所述扫描探针110可以仅作为检测元件使用，即所述样品台120通过加热器件122对所述样品200进行热激励，所述样品台120与所述样品200直接有热交换，然后通过所述样品200与所述扫描探针110热交换导致所述扫描探针110的电阻发生变化，引起电信号变化，从而实现所述样品的热电材料纳米尺度热电性能的表征。

所述检测电路130包括惠斯通电桥150与放大器160。所述惠斯通电桥150包括第一电阻器151、第二电阻器152及第三电阻器153。所述第一电阻器151为可变电阻器，所述第一电阻器151的一端连接所述扫描探针110的一端(如第一连接臂112)，所述第一电阻器151的一端与所述扫描探针110的一端之间具有第一节点154，所述第一节点154接地，所述扫描探针110的另一端(如第二连接臂113)连接所述第二电阻器152的一端，所述扫描探针110的另一端与所述第二电阻器152的一端具有第二节点155，所述第二节点155连接所述放大器160的第一输入端161，所述第一电阻器151的另一端连接所述第三电阻器153的一端，所述第一电阻器151的另一端与所述第三电阻器153的一端具有第三节点156，所述第三节点156连接所述放大器160的第二输入端162，所述第三电阻器153的另一端连接所述第二电阻器152的另一端，所述第三电阻器153的另一端与所述第二电阻器152的另一端之间具有第四节点157，所述第四节点157与所述放大器160的输出端163分别连接所述控制器140。可以理解，所述第二节点155与第三节点156之间可以连接有测量装置，用于通过所述第二节点155与第三节点160之间的电压变化获知所述扫描探针110上的电信号变化而获知样品200的热电性能。

本实施方式中，所述第一电阻器151可以为可变电阻器，所述第二电阻器152与所述第三电阻器153均为固定电阻，且二者阻值可以相等，如为1千欧的固定电阻。

可以理解，所述第一电阻器151、第二电阻器152、第三电阻器153、扫描探针110和所述样品200组成一个惠斯通电桥回路，当所述样品200的表面温度发生变化时，导致所述扫描探针110的电阻发生变化，从而引起所述惠斯通电桥回路的平衡发生变化，从所述检测电路130输出至所述控制器140的检测信号发生变化，利用温度与所述检测信号之间的变化关系，即可获知所述样品200的材料纳米尺度的热电性能结果。

可以理解，对所述扫描探针110可以采用1ω(一倍频通道)的交流的加热电压进行交流电激励，具体可以通过3ω(三倍频通道)对所述样品200的热导率进行定量的测量分析，具体地，所述热电检测系统100还可以包括激励模块，所述控制器140可以控制所述激励模块对所述扫描探针110可以施加1ω频率的交流电信号作为加热电压。同时，在一种实施方式中，所述控制器140还可以包括双频锁相放大器，所述双频锁相放大器对检测电路130输出检测信号进行1ω和3ω两个频率的信号进行测量，其中1ω的检测信号体现的是测量电压，3ω的检测信号体现所述样品200材料的局部热导率。当然，可以理解，所述双频锁相放大器也可以放在所述控制器140外部，如连接于所述检测电路130与所述控制器140之间。

所述控制器140用于基于所述检测信号分析所述样品200的热电性能，其可以与计算机系统相连，以通过所述计算机系统进行辅助运算与结果呈现，经分析所述检测信号后可获知所述样品200的热电性能成像图。具体地，所述控制器可以在获得局部和全局响应的时域信号后，经过对信号进行预处理、解调、快速傅立叶变换等信号处理流程，得到含有基波、二次谐波、三次谐波等频率成分的局域和全局响应频谱、以及特定频率局部响应的空间分布。

本实施方式中，所述控制器140可以为原子力显微镜控制器(AFM Controller)，其可以包括传感器、信号处理模块及高速多路数据采集模块，所述传感器用于将所述检测信号转换为转换信号，所述信号处理模块用于对所述转换信号进行去噪、放大、滤波处理以将所述转换信号转变为所述高速多路数据采集模块能够识别的标准信号，所述高速多路数据采集模块用于将所述标准信号记录在计算机系统中。具体地，所述控制器140的主要性能参数可以设置如下：有效采样率：400MS/S；平均噪音密度：148dbm/HZ；数据输出通道：4通道。

当然，可以理解，所述控制器140还可以进一步用于控制所述热检测系统100工作所需的一些控制信号的输入、输出及相关时序、以及控制不同模式的切换等，而并不限于上述分析所述样品的热电性能，如控制向所述扫描探针110施加加热电压、以及控制探针激励模式与非探针激励模式的切换等，此处对所述控制器140其他功能就不再进行赘述。另外，所述控制器140中具体模块与热电性能分析原理也不限于上述描述，如可以采用其他分析方式基于所述检测信号获知所述样品的热电性能。

请参阅图3，图3本发明热电检测方法的流程图。所述热电检测方法可以采用上述热电检测系统100。所述热电检测方法包括步骤S1与S2。

步骤S1，在探针激励模式下，扫描探针110对样品200进行加热与检测，侦测所述扫描探针100的电信号变化获得第一检测信号，基于所述第一检测信号分析所述样品200的热电性能。

步骤S2，在非探针激励模式下，加热器件122向样品200进行加热，所述扫描探针110对所述样品200进行检测，侦测所述扫描探针110的电信号变化获得第二检测信号，基于所述第二检测信号分析所述样品200的热电性能。

具体地，在上述步骤S1与S2中，可以通过电连接所述扫描探针110的惠斯通电桥150侦测所述扫描探针110的电信号变化并获取对应的检测信号。

步骤S2中，通过加热器件向样品进行加热的步骤包括：通过设置于承载样品的样品台上的加热器件向样品进行加热。

所述热电检测方法还可以包括如下步骤：对所述第一及第二检测信号进行转换、去噪、放大、滤波处理后并转变为标准信号，以及将所述标准信号记录在计算机系统中的步骤。其中上述步骤可以由所述控制器140中的传感器、信号处理模块及高速多路数据采集模块等完成。

所述热电检测方法还可以包括如下步骤：利用双频锁相放大器用于对所述第一及第二检测信号进行一倍频与三倍频的测量而获取一倍频的第一及第二检测信号与三倍频的第一及第二检测信号供后续分析的步骤，其中所述三倍频的第一及第二检测信号体现样品的热导率。其中双频锁相放大器可以位于所述控制器140中。

所述热电检测方法还可以包括如下步骤：在探针激励模式下，向所述扫描探针110施加一倍频的交流电激励信号以使所述扫描探针110对样品200进行加热的步骤。

请参阅图4与图5，图4为所述加热电压与所述扫描探针110的电阻的关系曲线图。图5为所述扫描探针110的温度与所述扫描探针110的电阻的关系曲线图。从图4可以看出，随着所述扫描探针110的加热电压的增加，所述扫描探针110的电阻增加，结合图5，即可获知所述加热电压与所述扫描探针110的温度之间的关系。

下面结合具体实例对本发明所研制的热电检测系统100进行说明，可以理解，以下主要基于本发明所研制的热电性能检测系统对于包含CoSb3和YbSb2的Yb0.7Co4Sb12的样品进行了热电检测成像，以进一步说明本发明的效果，而本发明的范围并非仅限于下述实例。

实例1：Yb0.7Co4Sb12是一种典型的填充方钴矿热电材料，热电材料在能源和环保领域有着广泛的应用。由于器件的微型化与高度集成化，其微结构的热物性与器件的工作可靠性与使用寿命密切相关，至今未见对这类材料微观热物性检测的报道。图6显示了其扫描探针激励表征材料局部热传导性质。其中(a)图为样品的扫描电镜图，显示基底材料内析出两种不同杂质，其化学成分也被精确标定，然而，扫描电镜无法确定出基底和杂质的热传导性质。(c)图为同一区域的原子力扫描形貌图，显示材料表面光滑，且无法区分杂质和基底。

图6(b)图则为利用我们发明的装置得到的同一区域热传导分布图，显示出热导分布与电镜显微组织完全对应的关系，因而能够确定基底与杂质的热传导性质的不同。(d)图为样品的线扫描时的形貌和表面电势成像。

实例2：应用本发明对二维材料SnO2进行了热电表征。图7显示了二维材料的形貌图和热电成像图。(a)图显示了二维材料复杂的形貌结构。(b)图显示了其对应的热电成像图。很好的确认了所述热电检测系统100在材料纳米尺度热成像的应用功能。

上述实例表明了所述热电检测系统100在解决了热电材料纳米尺度无需直接测量温度变化而能够直接表征材料的热导率分布及热电成像等参数的重要技术难题。所述热电检测系统100实现了热电材料纳米尺度所需的多频信号的发生与采集，并同步测量材料的热导率，扩展了现有的商用扫描探针显微技术所不具备的热电材料纳米尺度物性评价功能，为热电材料纳米尺度性能的深入研究提供了重要的工具和表征方法。

综上所述，相较于现有技术，本发明的用于材料纳米尺度的热电检测系统100热电检测方法，采用探针加热、样品台加热的两种激励模式，可以供使用者依据实际需要选择合适的激励模式，达到准确检测样品的热电性能的目的。此外，本发明热电检测系统100的装置结构简单、兼容性强，适与不同商用扫描探针系统相结合，是一项易于推广和应用的新技术。

另外，本发明的用于材料纳米尺度的热电检测系统100只需直接加热即可直接检测材料纳米尺度热电性能。该技术拓展了现有扫描探针系统所不具备的材料纳米尺度热电性能表征与评价的物性功能，为有关的扫描探针技术的深入发展以及低维热电材料相关纳米尺度物性研究提供了重要的表征新方法。。

上述提供了对较佳实例的描述，以使本领域内的科研技术人员可使用和利用本发明。对这些实例的各种参数修改对其科研工作是简单方便的。因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。