[发明专利]一种热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置

权利要求书

1.一种热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置，用于实现一被测热电材料样品的亚表面热电优值因子行为的高分辨显微成像，其特征在于，所述装置进一步包括：

亚表面热电信号原位激发模块，用于原位激发所述被测热电材料样品的亚表面热电塞贝克电流信号；

热电信号原位检测模块，用于对所述被测热电材料样品的亚表面热电塞贝克电流信号进行原位实时检测；

热电信号显微成像模块，用于对亚表面热电优值因子信号的高分辨显微成像并显示；

其中，所述热电材料样品的亚表面热电塞贝克电流信号与所述热电优值因子的关系为：

其中，所述I_2ω为非线性2ω的塞贝克电流，Π、ZT、τ、P为热电材料的帕尔帖系数、热电优值因子、非线性束流特征弛豫时间及电子动能转化的热功率密度，所述非线性2ω的塞贝克电流I_2ω的大小反映所述被测材料样品的微区热电优值因子行为的分布不均匀性。

2.根据权利要求1所述的热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置，其特征在于，所述亚表面热电信号原位激发模块进一步包括：

一电子枪，一电子束偏转器，一信号发生器，一扫描电子显微镜镜筒，一扫描电子显微镜样品室和一热电信号探测器，所述信号发生器控制所述电子束偏转器，自所述电子枪发出的电子束通过所述电子束偏转器，进入所述扫描电子显微镜镜筒，再入射到所述扫描电子显微镜样品室上的所述被测热电材料样品，所述热电信号探测器用以原位检测所述被测热电材料样品与周期性调制电子束相互作用所产生的微弱亚表面热电电流信号。

3.根据权利要求2所述的热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置，其特征在于，

所述扫描电子显微镜镜筒包括:第一聚光镜、第二聚光镜、扫描线圈和物镜。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述的热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置，其特征在于，所述热电信号探测器进一步包括：

一探测器上盖，一金属垫圈，一绝缘体,一探测器壳体，一信号输出端，一定位端，所述探测器上盖设置在所述被测热电材料样品上，所述被测热电材料样品底部依次设置所述金属垫圈、所述绝缘体、所述探测器壳体和所述定位端依次相连，所述信号输出端与所述金属垫圈底部相连，用于有效输出所述热电信号。

5.根据权利要求4所述的热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置，其特征在于，

所述亚表面热电信号原位检测模块进一步包括：一前置放大器和一锁相放大器，其中，所述热电信号探测器的信号端、所述前置放大器和所述锁相放大器依次相连，实现对所述非线性2ω的塞贝克电流I_2ω的原位检测和处理。

6.根据权利要求5所述的热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置，其特征在于，

所述亚表面热电信号显微成像模块进一步包括：一扫描电子显微镜控制系统以及一计算机系统，用以实现亚表面热电信号的原位实时处理和显示高分辨显微成像结果。

7.根据权利要求6所述的热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置，其特征在于，

所述电子束偏转器置于所述扫描电子显微镜镜筒中第一级光阑和第二级光阑之间。

8.根据权利要求7所述的热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置，其特征在于，

所述电子束偏转器由一对平行金属极板构成，一端接地，另一端与所述信号发生器输出端相连，所述平行金属极板间距为3mm～10mm之间。

9.根据权利要求8所述的热电优值因子行为显微成像的扫描热电显微术装置，其特征在于，

所述电子束偏转器两端的交变激励电压幅度范围为30V～100V、工作频率范围1kHz～200kHz，用以实现所述电子束的周期性调制。