[发明专利]一种宽温区强磁场中热电效应的电学测量方法

说明书

本发明公开了一种宽温区强磁场中热电效应的电学测试方法，包括以下步骤：(1)在基片上生长磁性绝缘体薄膜和金属薄膜组成待测样品；(2)将待测样品的磁性绝缘薄膜一侧用导电银胶和金属块粘接，在样品薄膜的金属薄膜一侧上涂上低温绝缘导热胶和加热贴片电阻粘接；(3)金属块和样品座相连，样品座放入到低温强磁场平台，测得磁性绝缘体薄膜一侧的温度；(4)通过贴片电阻通电前后的阻值变化测得最终的温度差。本发明可在较大的温度范围(2K～400K)内，定量测量磁性绝缘体薄膜中的温度梯度，测试信号信噪比好，能测到nV量级信号。

技术领域

本发明涉及一种热电效应的电学测量方法，具体涉及一种宽温区强磁场中热电效应的电学测量方法。

背景技术

塞贝克效应是指在半导体和金属中温度差能够引起电压差，一个最为常用的应用是探测温度的热电偶。自旋塞贝克效应是指在磁性绝缘体薄膜中，温度差能够产生自旋流，该自旋流可以由相邻金属中的逆自旋霍尔效应转化为电压被探测，同时自旋塞贝克效应的优势是它可以出现在磁性绝缘体薄膜中。研究磁性绝缘体薄膜体系中的自旋塞贝克效应对未来相关电子器件的开发有着实际的应用价值，目前科研界聚焦于不同体系、不同温度、不同磁场的定量研究。商用的低温强磁场平台可以为研究人员提供低温和强磁场，但仍然有如下缺点：(1)无法在极低温的环境下测试，测试温度范围较窄。极低温下材料的热导率变差，无法施加大的温度梯度，热稳定性也会有很大的影响；(2)无法定量测量温度梯度，研究体系只适用于效应随温度变化很大的非定量研究；(3)其它一些测量方法需要消耗实验员大量的测试准备时间；(4)有些国外设备厂商有他们自己的解决方案，但都掌握在他们手中，技术垄断，采购他们的配件价格很高，且功能单一无法按照自己需求操作改装。

发明内容

发明目的：本发明提供一种宽温区强磁场中热电效应的电学测量方法，该方法能够在温区较大的范围内测定磁性绝缘体薄膜中的nV量级的微弱电信号。

技术方案：一种宽温区强磁场中热电效应的电学测试方法，包括以下步骤：

a、在基片上生长磁性绝缘体薄膜和金属薄膜组成待测样品；

b、将待测样品的磁性绝缘薄膜一侧用导电银胶和金属块粘接，在样品薄膜的金属薄膜一侧上涂上低温绝缘导热胶，通过低温绝缘导热胶将待测样品的金属薄膜一侧和加热贴片电阻粘接；

c、金属块和样品座相连，样品座通过低温强磁场平台样品腔放入到低温强磁场平台，低温强磁场平台系统温度即为磁性绝缘体薄膜一侧的温度；

d、通过铝线将贴片电阻两端引出和印刷电路板连接进而测试电学信号，贴片电阻不通入电流时，待测样品金属薄膜一侧温度与待测样品磁性绝缘体薄膜温度一致，即低温强磁场平台的温度。当贴片电阻通入电流时，通过测试此时金属薄膜的阻值结合金属薄膜的R-T曲线来确定待测样品金属薄膜一侧的温度，从而得到最终的温度差。

有益效果：(1)本发明可在较大的温度范围(2K～400K)内，定量测量磁性绝缘体薄膜中的温度梯度，测试信号信噪比好，能测到nV量级信号；(2)本发明可在在极低温的环境下测试，且能够施加的温度梯度，保持测试的热稳定性；(3)本发明简单易操作，成本相对低廉，实验人员稍加培训即可在较短时间内完成样品的准备工作；(4)样品测试重复性好，不会损坏样品，且能够适应于不同低温强磁场平台。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明低温强磁场平台的结构示意图；

图3是本发明低温强磁场平台的样品座示意图；

图4是本发明样品座的印刷电路板示意图；

图5是本发明样品座的罩子示意图；

图6是本发明测试电学信号和计算的温度梯度的关系图；