中，结合Pt-Pt-10%化热电偶的特性，得到在 溫度> 〇°C时，试样两端的读数化、Tc误差均<0.15K，则I rUT I <0.3K。对于由于接触热阻产生 的误差，如果接触材料选择得当，并且加工精度比较高，保证样品接触良好，对于运种误差 基本可W忽略不计。由此看来，总共产生的误差大约为I rUT I <0.48K，如果WΔΤ = 10K估算 误差，则I rUT I ΑΚ4.8 %，则根据误差加和性原理，每组数据产生的误差都应该基本一致，故 Seebeck系数总的误差在5 %左右。
[0103] 利用本测试系统对P型Bio.5Sbi.5Te3材料在常溫下的Seebeck系数进行测量，测试 的四组原始数据如图2、3、4、5,针对每组数据所拟合出来的Seebeck系数进行求平均得到平 均的Seebeck系数，并与用同类标准测试仪器HGTE-n型热电参数测试系统的测试值进行比 对，得出了偏差和误差，如表1。
[0104] 表1
[0105]
[0106] 本实施例结合测试装置的结构，首次针对片状样品实施动态法测量，给出了配套 的测试标准，对测试过程的各方面都提出了要求(例如样品的制作和安装，样品与探针的接 触是否良好等等），提高了测试质量。
[0107] 本发明还可W设计专口的软件，例如，选用Microsoft的C#作为测试软件的开发语 言，得到与本发明中测量装置和方法配套的计算机软件，实现测试为电脑一体化控制、采 集、计算、显示输出的过程。
[0108] 本发明中的保护气体可W是常用的保护气体，如氮气、稀有气体或其混合物。本发 明还通过提出配套的测试标准，主要对测试前的样品要求、样品安装、接触检测、探针位置 检测、测试流程给出了详细的标准要求，对测试后的数据处理也给出了详细的方法(例如， 运用动态法不过原点进行曲线拟合，W及采用多组溫度-电压组合拟合出多组Seebeck系数 求平均值的方法，对测试不均匀样品的Seebeck系数时具有独有的优势），提升了测试精度。 通过主/副加热器的调整，可W测量任意溫度下半导体材料的Seebeck系数，提升了测量精 度。
[0109] 本领域的技术人员容易理解，W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种测量Seebeck系数的装置，其特征在于，包括主加热器（1)、副加热器(5)、第一绝 缘导热体(3)、第二绝缘导热体(4)、第一主探针（11)、第一副探针（12)、第二主探针（13)、第 二副探针（14)、第一主热电偶（7)、第一副热电偶（8)、第二主热电偶（9)和第二副热电偶 (10);其中， 所述第一绝缘导热体（3)和所述第二绝缘导热体(4)均位于所述主加热器（1)上，呈前 后位置关系放置，并且所述第一绝缘导热体(3)和所述第二绝缘导热体(4)两者不直接接 触;所述第一绝缘导热体(3)和所述第二绝缘导热体(4)均用于放置待测量样品；该待测量 样品的一端与所述第一绝缘导热体(3)接触，另一端与所述第二绝缘导热体(4)接触； 所述副加热器（5)位于所述第一绝缘导热体(3)-侧，用于对所述第一绝缘导热体（3) 加热;所述主加热器（1)用于同时对所述第一绝缘导热体(3)和所述第二绝缘导热体(4)加 执. ， 所述第一主探针（11)和所述第一副探针（12)分别用于测量所述待测量样品与所述第 一绝缘导热体（3)相接触部分左右两端的电位，所述第二主探针（13)和所述第二副探针 (14)分别用于测量所述待测量样品与所述第二绝缘导热体(4)相接触部分左右两端的电 位； 所述第一主热电偶(7)和所述第一副热电偶(8)分别位于所述第一绝缘导热体(3)下方 的左部和右部，分别用于测量所述待测量样品与所述第一绝缘导热体(3)相接触部分左右 两端的温度;所述第二主热电偶(9)和所述第二副热电偶（10)分别位于所述第二绝缘导热 体(4)下方的左部和右部，分别用于测量所述待测量样品与所述第二绝缘导热体(4)相接触 部分左右两端的温度。2. 如权利要求1所述测量Seebeck系数的装置，其特征在于，所述待测量样品为块状样 品或片状样品。3. 如权利要求1所述测量Seebeck系数的装置，其特征在于，所述第一主探针（11 )、所述 第一副探针（12)、所述第二主探针（13)、所述第二副探针（14)和所述待测量样品均位于真 空环境或保护气体环境下。4. 如权利要求1所述测量Seebeck系数的装置，其特征在于，所述第一主热电偶（7)、所 述第一副热电偶(8)、所述第二主热电偶(9)和所述第二副热电偶（10)的位置均可以左右调 To5. 利用如权利要求1 一 4任意一项所述测量Seebeck系数的装置的Seebeck系数的测量 方法，其特征在于，优选包括以下步骤： (1) 待测量样品的安装： 将待测量样品放置在第一绝缘导热体和第二绝缘导热体上，使该待测量样品的一端与 所述第一绝缘导热体接触，另一端与所述第二绝缘导热体接触;通过主加热器和副加热器 对所述待测量样品进行加热； (2) 测量温度及电位:利用第一主探针、第一副探针、第二主探针、第二副探针、第一主 热电偶、第一副热电偶、第二主热电偶和第二副热电偶分别测量所述待测量样品的温度与 电位，其中， 所述第一主探针和所述第一副探针分别用于测量所述待测量样品与所述第一绝缘导 热体相接触部分左右两端的电位； 所述第二主探针和所述第二副探针分别用于测量所述待测量样品与所述第二绝缘导 热体相接触部分左右两端的电位； 所述第一主热电偶和所述第一副热电偶分别位于所述第一绝缘导热体下方的左部和 右部，分别用于测量所述待测量样品与所述第一绝缘导热体相接触部分左右两端的温度； 所述第二主热电偶和所述第二副热电偶分别位于所述第二绝缘导热体下方的左部和 右部，分别用于测量所述待测量样品与所述第二绝缘导热体相接触部分左右两端的温度； (3)计算Seebeck系数： 记所述第一主热电偶测量得到的温度与所述第二副热电偶测量得到的温度两者的差 值为A h，所述第一副热电偶测量得到的温度与所述第二主热电偶测量得到的温度两者的 差值为A T2,所述第一副热电偶测量得到的温度与所述第二副热电偶测量得到的温度两者 的差值为A Τ3,所述第一主热电偶测量得到的温度与所述第二主热电偶测量得到的温度两 者的差值为A T4; 所述第一主探针测量得到的电位与所述第二副探针测量得到的电位两者的差值为 所述第一副探针测量得到的电位与所述第二主探针测量得到的电位两者的差值为V2，所述 第一副探针测量得到的电位与所述第二副探针测量得到的电位两者的差值为V 3,所述第一 主探针测量得到的电位与所述第二主探针测量得到的电位两者的差值为V4; 根据Δ Τ!、Δ Τ2、Δ Τ3、Δ 14、￥1、￥2、￥3和￥4计算该待测量样品的366&6〇1^系数。6.如权利要求5所述Seebeck系数的测量方法，其特征在于，所述Δ ??、Δ Τ2、ΔΤ3、Δ Τ4、 Vi、V2、V3和V4为多组，所述多组Δ Ti与所述多组Vi--对应，所述多组Δ T2与所述多组V2-- 对应，所述多组Δ T3与所述多组V3--对应，所述多组Δ T4与所述多组V4--对应； 所述样品的Seebeck系数S满足：其中，Si为所述多组Δ Ti与所述多组Vi线性拟合后的斜率;S2为所述多组Δ T2与所述多 组％线性拟合后的斜率;&为所述多组ΔΤ3与所述多组V3线性拟合后的斜率;S 4为所述多组 A T4与所述多组V4线性拟合后的斜率。
【专利摘要】本发明公开了一种测量Seebeck系数的装置及其方法，其中该装置包括主/副加热器、第一绝缘导热体、第二绝缘导热体、第一主/副探针、第二主/副探针、第一主/副热电偶、第二主/副热电偶，其中，第一绝缘导热体和第二绝缘导热体均用于放置待测量样品；第一主/副探针和第二主/副探针用于测量待测量样品的电位；第一主/副热电偶和第二主/副热电偶用于测量待测量样品的温度。本发明中进行测量的样品其形貌可灵活多样，并且该装置可以测试在不同温度条件下的材料塞贝克系数，装置结构简单，由于是采用基于四个探针求得多组塞贝克系数求平均的测试方法，测量得到的塞贝克系数测量准确性高。
【IPC分类】G01K7/02, G01R19/00, G01N25/20
【公开号】CN105628732
【申请号】CN201510995132
【发明人】杨君友, 何煦, 罗裕波, 张旦, 周志伟, 瞿秋亮, 姜庆辉, 任洋洋
【申请人】华中科技大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月23日