[发明专利]一种直接原位综合测量微纳材料热电性能的方法及装置

权利要求书

1.一种直接原位综合测量微纳材料热电性能的测量方法，其特征在于，使用直接原位综合测量微纳材料热电性能的装置，所述装置包括：测控系统、工控机和高真空恒温舱，其中测控系统包括左侧电极、中间电极、右侧电极、样品、第一电压表、第二电压表、第三电压表、第一开关、第二开关、第一电阻箱、第一电源、第四电压表、第二电源、第五电压表、第二电阻箱；

左侧电极和中间电极并联的一端与第一电源的一极连接，另一端左侧电极经第一开关、中间电极经第二开关并联后与第一电阻箱串联至第一电源的另一极；

右侧电极与第二电阻箱串联后连在第二电源的两极；

左侧电极、中间电极、右侧电极并排间隔布置，样品悬空放置在左侧电极、中间电极、右侧电极上；

第一电压表串联在左侧电极和中间电极并联电路的左侧电极的支路；第二电压表并联在左侧电极和中间电极并联电路的两侧；第三电压表并联在第一电阻箱的两侧；第四电压表并联在右侧电极的两侧；第五电压表并联在第二电阻箱的两侧；

所述测量方法包括以下步骤：

(1)由光学显微镜或者扫描电镜测量样品的外形尺寸；

(2)样品通过FIB、高温导电导热胶悬空连接在左侧电极、中间电极、右侧电极上，并放入高真空恒温舱；

(3)首先断开第二开关，闭合第一开关，使得中间电极、样品左侧部分、左侧电极、第一电阻箱及第一电源组成测量系统，将样品左侧部分本身作为探测器，测量样品左侧部分在不同温度下的电阻值，从而获得样品电导率；

(4)然后将断开第一开关，闭合第二开关，给中间电极通电加热样品，热量通过样品平均传递给左右两根电极，通过左右两套电路同时测量左侧电极和右侧电极的温度响应即可获得样品右侧部分的温度梯度；

(5)结合样品外形尺寸及中间电极的加热功率、第一电压表测到的样品左侧两端因为温差产生的电压差即可直接获得样品的热电优值、热导率及塞贝克系数。

2.根据权利要求1所述的一种直接原位综合测量微纳材料热电性能的测量方法，其特征在于，电极由铜、铂金、黄金或者镍导电材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种直接原位综合测量微纳材料热电性能的测量方法，其特征在于，高真空恒温舱 由机械泵、分子泵、恒温控制系统及舱体组成。

4.根据权利要求1所述的一种直接原位综合测量微纳材料热电性能的测量方法，其特征在于，电极宽度及电极间隔最小100纳米，最大20微米，电极厚度最小30纳米，最大1微米，电极长度最小5微米，最大50微米。