[发明专利]热电输运参数高通量测量系统及方法

权利要求书

1.一种热电输运参数高通量测量系统，所述热电输运参数包括：电导率、塞贝克系数以及热导率，其特征在于，包括：

三维平台，具有放置待测样品的X-Y两轴移动平台，以及安装有四探针组件的Z轴移动平台，所述四探针组件用于测量所述待测样品的待测区域的电导率和塞贝克系数；

热反射测量装置，用于将脉冲激光分为具有预设光程差的第一激光束和第二激光束，所述第一激光束用于加热所述待测样品的待测区域，所述第二激光束用于测量所述待测样品的待测区域热导率；

所述第一激光束同时作为四探针组测量塞贝克系数的热源。

2.如权利要求1所述的热电输运参数高通量测量系统，其特征在于，所述第二激光束用于测量所述待测区域的热反射率和热反射率变化率。

3.如权利要求2所述的热电输运参数高通量测量系统，其特征在于，还包括：

同步信号触发装置，用于在所述第二激光束达到所述待测样品表面时触发所述三维平台，将所述四探针组件移动到所述第二激光束照射的区域，以测量由所述待测区域温度变化引起的电压差。

4.如权利要求3所述的热电输运参数高通量测量系统，其特征在于，还包括：

数据采集装置，用于采集所述电压差、所述热反射率和所述热反射率变化率；

计算装置，与所述数据采集装置连接，用于根据所述热反射率变化率计算所述待测区域的温度分布，并基于预设数学模型计算所述待测区域的热导率；

所述计算装置还用于根据计算得到的温度和所述电压差计算所述待测区域的塞贝克系数。

5.如权利要求4所述的热电输运参数高通量测量系统，其特征在于，所述数据采集装置包括：

光电探测器，用于接收待测区域反射的第二激光束，用于将所述热反射率转换为电信号，输入所述计算装置；

电参数采集器，用于采集所述电压差和所述电导率，输入所述计算装置。

6.如权利要求1-5任意一项所述的热电输运参数高通量测量系统，其特征在于，所述待测样品包括多个待测区域，通过所述X-Y两轴移动平台的移动切换待测区域。

7.一种热电输运参数高通量测量方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任意一项所述的热电输运参数高通量测量系统对待测样品的热电输运参数进行测量，所述测量方法包括：

S1.控制所述X-Y两轴移动平台和Z轴移动平台的移动，采用四探针组件测量待测样品的电导率；

S2.采用第一激光束加热所述待测样品，采用第二激光束探测被加热区域的热导率，并移动Z轴移动平台，使所述四探针组件接触所述被加热区域，对塞贝克系数进行测量。

8.如权利要求7所述的热电输运参数高通量测量方法，其特征在于，所述待测样品包括多个待测区域；

所述控制所述X-Y两轴移动平台和Z轴移动平台的移动，采用四探针组件测量待测样品的电导率包括：

S11.确定待测样品中的待测区域；

S12.控制X-Y两轴移动平台将所述待测区域移动至所述四探针组件正投影区域；

S13.控制所述Z轴移动平台朝向所述待测样品移动，使所述四探针组件接触待测样品的一个待测区域，对接触的待测区域进行电导率测量；

S14.控制所述Z轴移动平台远离所述待测样品，并重复上述步骤S11-S13，直至完成所有待测区域的电导率测量。

9.如权利要求7所述的热电输运参数高通量测量方法，其特征在于，在所述采用第一激光束加热所述待测样品，采用第二激光束探测被加热区域的热导率，并移动Z轴移动平台，使所述四探针组件接触所述被加热区域，对塞贝克系数进行测量包括：

S21.确定待测样品中的待测区域；

S22控制X-Y两轴移动平台将所述待测区域移动至所述四探针组件正投影区域；

S23.采用第一激光束入射所述待测区域，以加热所述待测区域；

S24.在所述第一激光束加热待测区域持续预设时长时，第二激光束入射所述待测区域，以测量所述待测区域的热反射率和温度；

S25.在所述第二激光束入射所述待测区域时，控制所述Z轴移动平台朝向所述待测区域，使所述四探针组件接触所述待测区域，以测量由所述待测区域温度变化引起的电压差；

S26.控制所述Z轴移动平台远离所述待测样品，并重复上述步骤S21-S25，直至完成所有待测区域的热导率和塞贝克系数的测量。