一種溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置。該裝置采用可粗、細(xì)調(diào)的升降裝置；四根探針固定在升降裝置可移動(dòng)部分；兩條熱電偶線固定在中間兩根探針上；探針和熱電偶連接到數(shù)據(jù)采集模塊；采集模塊連接計(jì)算機(jī)；載物臺(tái)采用散熱片；散熱片上面有半導(dǎo)體制冷、加熱片；散熱片下面裝有散熱風(fēng)扇；載物臺(tái)上罩有金屬屏蔽罩。電阻率測(cè)量是利用四線制法，測(cè)試精確。經(jīng)過處理，熱電偶測(cè)試的溫度點(diǎn)和探針測(cè)試的電壓點(diǎn)近同一點(diǎn)，減少了誤差。此裝置的制冷、加熱用半導(dǎo)體制冷、加熱片，溫度均勻，且可測(cè)量變溫塞貝克系數(shù)及電阻率。本裝置操作簡便，測(cè)試功能多，測(cè)試精度高，適合塊狀或薄膜材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量，且不破壞樣品。
【專利說明】—種溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于溫差電材料測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種溫差電材料塞貝克系數(shù)和電阻率的測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]溫差電材料是一種能實(shí)現(xiàn)電能和熱能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，在制冷、溫差發(fā)電以及傳感器等方面有著廣泛的應(yīng)用。溫差電材料效率常用無量綱的熱優(yōu)值ZT來表征:ζτ=S2 O T / K ,其中S為塞貝克系數(shù)，O為電導(dǎo)率，K為熱導(dǎo)率，T為絕對(duì)溫度。因此，精確測(cè)量材料的塞貝克系數(shù)和電阻率對(duì)評(píng)估溫差電材料的性能具有重要意義。
[0003]塞貝克系數(shù)測(cè)量方法常用兩端溫差法，根據(jù)公式S=AV/AT，其中S為塞貝克系數(shù)，AV為溫差為AT兩點(diǎn)處的電勢(shì)差，測(cè)出材料某兩端處溫差A(yù)T以及對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差M,之后對(duì)所測(cè)點(diǎn)做線性擬合，由直線斜率便得到材料的塞貝克系數(shù)S。電阻率測(cè)量常采用四線制法，消除了線路電阻的影響，當(dāng)測(cè)量電阻數(shù)值很小時(shí)，測(cè)試線的電阻可能引入明顯誤差，四線測(cè)量用兩條附加測(cè)試線提供恒定電流I，另兩條測(cè)試線測(cè)量未知電阻的電壓降V，通過計(jì)算得出電阻值R=V/ I。
[0004]目前已有很多測(cè)試溫差電材料電阻率和塞貝克的裝置，但將二者結(jié)合起來測(cè)量的裝置還不多，某些研究將二者結(jié)合一起，但是存在如下問題:1)塞貝克測(cè)試中，電壓測(cè)試點(diǎn)和溫度測(cè)試點(diǎn)不在同一點(diǎn)，存在很大的測(cè)量誤差。2)將二者結(jié)合一起的電阻率測(cè)量中，常采用二線制而非四線制，造成了測(cè)量回路電阻的影響。3)將二者結(jié)合一起的測(cè)量裝置中，很少能夠單獨(dú)控制探針高度，不易測(cè)量表面非平整材料。4)將二者結(jié)合一起的測(cè)量裝置中，大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不易，且易造成材料的永久破壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種測(cè)量溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的裝置。該裝置可以同時(shí)對(duì)一個(gè)溫差電樣品進(jìn)行室溫或變溫塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量。此裝置測(cè)量精度高，測(cè)試簡單，且不會(huì)對(duì)材料進(jìn)行破壞，可以測(cè)試表面非平整的材料。
[0006]為達(dá)到上述目的本實(shí)用新型的構(gòu)思是:利用升降裝置，將四根探針固定在升降裝置可移動(dòng)部分，四根探針與可移動(dòng)部分之間靠彈簧連接，使得四根探針可獨(dú)立升降，兩條熱電偶線固定在中間兩根探針上，四根探針和兩條熱電偶線電氣相連接到數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊再與計(jì)算機(jī)連接，利用計(jì)算機(jī)選擇電阻率測(cè)量或塞貝克系數(shù)測(cè)量檔位，并處理采集數(shù)據(jù)。載物臺(tái)采用散熱片，散熱片上面固定半導(dǎo)體制冷、加熱片，散熱片下面裝有散熱風(fēng)扇，載物臺(tái)上罩有金屬屏蔽罩屏蔽外界干擾信號(hào)，半導(dǎo)體制冷、加熱片和散熱風(fēng)扇的控制電源電氣連接至計(jì)算機(jī)。
[0007]根據(jù)上述實(shí)用新型構(gòu)思，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0008]一種溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)試裝置，包括一個(gè)載物臺(tái)和一個(gè)升降裝置，其特征在于:有四根探針固定在升降裝置可移動(dòng)部分上；有兩條熱電偶線固定在中間兩根探針上；所述四根探針和兩條熱電偶線經(jīng)一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算機(jī)電連接；所述載物臺(tái)有一個(gè)散熱片；該散熱片上面固定有半導(dǎo)體制冷、加熱片；而散熱片下面裝有散熱風(fēng)扇；載物臺(tái)上罩有金屬屏蔽罩；半導(dǎo)體制冷、加熱片和散熱風(fēng)扇經(jīng)一個(gè)控制器連接計(jì)算機(jī)。
[0009]所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)試裝置，其特征在于:所述升降裝置具有粗調(diào)機(jī)構(gòu)和細(xì)調(diào)機(jī)構(gòu)，可精確調(diào)整定位可移動(dòng)部分Z軸方向的位置。
[0010]所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)試裝置，其特征在于:所述四根探針等距固定在升降裝置可移動(dòng)部分的下端。所述四根探針高度單獨(dú)可調(diào)。
[0011]所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)試裝置，其特征在于:所述四根探針分別固定在四根絕緣柱上，四只彈簧分別套到四根絕緣柱上，套有彈簧的絕緣柱分別穿過一塊固定板的四個(gè)柱形孔中，四個(gè)彈簧頂端接觸到固定板的下面部分，四根絕緣柱上、下部分分別裝有螺帽，上部分四個(gè)螺帽接觸到固定板的上面部分，下部分四個(gè)螺帽分別接觸到四個(gè)彈簧底端，與上部分四個(gè)螺帽分別調(diào)節(jié)四根探針高度。
[0012]所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)試裝置，其特征在于:所述兩條熱電偶線固定在中間兩根探針上，該兩條熱電偶探頭做成針尖狀，分別與兩根探針固定在一起，實(shí)現(xiàn)與樣品的點(diǎn)接觸。
[0013]所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)試裝置，其特征在于:所述金屬屏蔽罩上有一直徑與升降裝置可移動(dòng)部分截面直徑近似相同的孔。
[0014]所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)試裝置，其特征在于:所述四根探針經(jīng)一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算機(jī)電連接，探針連接至數(shù)據(jù)采集模塊的電流源，探針連接至數(shù)據(jù)采集模塊的電壓采集端。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用了新的、簡單的設(shè)計(jì)思路解決了現(xiàn)有溫差電材料塞貝克系數(shù)及電導(dǎo)率測(cè)試裝置存在的問題，采用經(jīng)過特殊加工處理的熱電偶與探針的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了溫度和電勢(shì)的近同一點(diǎn)的點(diǎn)測(cè)量，有效的避免了空間位置不同帶來的測(cè)量誤差。采用四根探針?biāo)木€制測(cè)量電阻率，有效的避免了線路電阻引起的測(cè)量誤差。四根探針均單獨(dú)可升降，使得探針可以很好的與樣品接觸，可以測(cè)量表面非平整溫差電材料。樣品臺(tái)采用半導(dǎo)體制冷、加熱片實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的制冷、加熱功能，且可以進(jìn)行變溫測(cè)量。樣品臺(tái)上有一屏蔽罩，可以有效的屏蔽外界干擾信號(hào)，使得數(shù)據(jù)測(cè)量更精確。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，測(cè)試方便，可以同時(shí)精確的同時(shí)測(cè)量溫差電材料的塞貝克系數(shù)及電阻率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為測(cè)量探針固定的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為測(cè)量塞貝克系數(shù)的探針及熱電偶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為測(cè)試臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5室溫下Bi2Te3薄膜Seebeck系數(shù)測(cè)試的數(shù)據(jù)點(diǎn)和擬合曲線。
[0021]圖6變溫Bi2Te3薄膜Seebeck系數(shù)測(cè)試的數(shù)據(jù)點(diǎn)和擬合曲線。
[0022]圖7室溫Bi2Te3薄膜電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果曲線。
[0023]圖8變溫Bi2Te3薄膜電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳細(xì)如下:
[0025]實(shí)施例一:
[0026]參見圖f圖4，本溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置，一種溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)試裝置，包括一個(gè)載物臺(tái)和一個(gè)升降裝置(1)，其特征在于:有四根探針(6a、6b、6c、6d)固定在升降裝置(I)的可移動(dòng)部分(4)上；有兩條熱電偶線(7a、7b)固定在中間兩根探針(6b、6c)上；所述四根探針(6a、6b、6c、6d)和兩條熱電偶線(7a、7b)經(jīng)一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊(8)與計(jì)算機(jī)(9)電連接；所述載物臺(tái)有一個(gè)散熱片(12);該散熱片
(12)上面固定有半導(dǎo)體制冷、加熱片(I la、I Ib);而散熱片(12)下面裝有散熱風(fēng)扇(13);載物臺(tái)上罩有金屬屏蔽罩(15);半導(dǎo)體制冷、加熱片(lla、llb)和散熱風(fēng)扇(13)經(jīng)一個(gè)控制器(10)連接計(jì)算機(jī)(9)。
[0027]實(shí)施例二:
[0028]本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下:
[0029]所述升降裝置(I)具有可移動(dòng)部分(4) Z軸方向的粗調(diào)機(jī)構(gòu)(2)和細(xì)調(diào)機(jī)構(gòu)。所述四根探針(6a、6b、6c、6d)等距固定在升降裝置(I)可移動(dòng)部分(4)的下端。所述四根探針具有(6a、6b、6c、6d)高度單獨(dú)可調(diào)機(jī)構(gòu)。所述四根探針(6a、6b、6c、6d)分別固定在四根絕緣柱(18a、18b、18c、18d)上，四只彈簧(19a、19b、19c、19d)分別套到四根絕緣柱(18a、18b、18c、18d)上，套有彈簧(19a、19b、19c、19d)的絕緣柱(18a、18b、18c、18d)分別穿過一塊固定板(4c)的四個(gè)柱形孔(17a、17b、17c、17d)中，四個(gè)彈簧(19a、19b、19c、19d)頂端接觸到固定板(4c)的下面部分，四根絕緣柱(18a、18b、18c、18d)上、下部分分別裝有螺帽(16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h)，上部分四個(gè)螺帽(16a、16b、16c、16d)接觸至Ij 固定板(4c)的上面部分，下部分四個(gè)螺帽(16e、16f、16g、16h)分別接觸到四個(gè)彈簧(19a、19b、19c、19d)底端，與上部分四個(gè)螺帽(16a、16b、16c、16d)分別調(diào)節(jié)四根探針(6a、6b、6c、6d)高度。所述兩條熱電偶線(7a、7b)固定在中間兩根探針(6b、6c)上,該兩條熱電偶(7a、7b)探頭做成針尖狀，分別與兩根探針(6b、6c)固定在一起，實(shí)現(xiàn)與樣品的點(diǎn)接觸。所述金屬屏蔽罩(15)上有一直徑比升降裝置(I)可移動(dòng)部分(4)截面直徑疒5mm的孔(14)。所述四根探針(6a、6b、6c、6d)經(jīng)一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊(8)與計(jì)算機(jī)(9)電連接,探針(6a、6d)連接至數(shù)據(jù)采集模塊(8)的電流源，探針(6b、6c)連接至數(shù)據(jù)采集模塊(8)的電壓采集端。
[0030]實(shí)施例三:
[0031]本實(shí)施例給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0032]如圖1所示，本裝置使用可以粗調(diào)和細(xì)調(diào)的升降裝置(1)，粗調(diào)(2)和細(xì)調(diào)(3)旋鈕上有刻度，可以通過調(diào)節(jié)精確定位可升降部分(4)Z軸位置。四根探針(6a、6b、6c、6d)成一條直線均勻等間距固定在升降裝置可移動(dòng)部分(4)，四根探針(6a、6b、6c、6d)和兩條熱電偶線(7a、7b)的連接到數(shù)據(jù)采集模塊(8)，此數(shù)據(jù)采集模塊為Agilent 34902A模塊，數(shù)據(jù)采集模塊(8 )與計(jì)算機(jī)(9 )連接，利用計(jì)算機(jī)軟件處理采集數(shù)據(jù)。
[0033]圖2為裝置的探針和熱電偶的固定部分。四根探針(6a、6b、6c、6d)分別固定在四根絕緣柱(18a、18b、18c、18d)上，四只彈簧(19a、19b、19c、19d)分別套到四根絕緣柱(18a、18b、18c、18d)上，套有彈簧(19a、19b、19c、19d)的絕緣柱(18a、18b、18c、18d)分別穿過固定板(4c)的柱形孔(17a、17b、17c、17d)中，彈簧(19a、19b、19c、19d)頂端接觸到固定板(4c)的下面部分，四根絕緣柱(18a、18b、18c、18d)上、下部分裝有螺帽(16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h),上部分螺帽(16a、16b、16c、16d)接觸到固定板(4c)的上面部分，下部分螺帽(16^161168、161!)分別接觸到彈簧(19&、1%、19(3、19(1)底端，與上部分螺帽(16&、16b、16c、16d) —起用來調(diào)節(jié)探針(6a、6b、6c、6d)高度,調(diào)節(jié)探針(6a、6b、6c、6d)可以單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0034]圖3塞貝克系數(shù)測(cè)試探針的結(jié)構(gòu)示意圖。兩條熱電偶線(7a、7b)通過點(diǎn)焊機(jī)焊接起來，之后挑選出形狀尺寸滿足要求的接頭，進(jìn)行修剪處理成尖頭狀，然后粘合固定在中間兩根探針(6b、6c)上，探針(6b、6c)針尖頭與熱電偶(7a、7b)探頭組合成一整體尖狀，實(shí)現(xiàn)與樣品的點(diǎn)接觸。
[0035]圖4為載物臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。載物臺(tái)采用散熱片熱沉(12)，散熱片(12)上面利用導(dǎo)熱膠固定半導(dǎo)體制冷、加熱片(11a、Ilb),散熱片(12)下面裝有散熱風(fēng)扇(13),半導(dǎo)體制冷、加熱片(IlaUlb)根據(jù)輸入電流方向不同表面制冷或產(chǎn)熱，通過計(jì)算機(jī)(9)控制控制電源(10)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷、加熱片(I la、I Ib)的電流來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷、加熱片(I la、I Ib)表面的溫度，且二者可以單獨(dú)控制調(diào)節(jié)。采用散熱風(fēng)扇(13)減少了噪聲信號(hào)的干擾。載物臺(tái)上罩有金屬屏蔽罩(15),減少了外界信號(hào)的干擾，金屬屏蔽罩(15)上有一直徑與可移動(dòng)部分(4)截面直徑近似相同的孔，使得可移動(dòng)部分(4)可以恰好進(jìn)入金屬屏蔽罩(15)。
[0036]具體測(cè)試過程:
[0037]1.室溫附近測(cè)試N型Bi2Te3溫差電薄膜材料的塞貝克系數(shù)
[0038]測(cè)試操作步驟:
[0039]I)將樣品(直徑>lcm)放于載物臺(tái)的半導(dǎo)體制冷、加熱片(11a、lib)表面,樣品一端置于Ila上,一端置于Ilb上,蓋上屏蔽罩(15)。
[0040]2)調(diào)節(jié)升降裝置(I)的粗調(diào)(2)和細(xì)調(diào)(3)旋鈕，使探針(6b、6c)針尖頭與熱電偶(7a、7b)探頭接觸到待測(cè)樣品表面。
[0041]3)打開計(jì)算機(jī)(9)，打開Agilent數(shù)據(jù)采集軟件，根據(jù)所連接的數(shù)據(jù)采集模塊通道，做好通道配置，打開熱電偶(7a、7b)溫度、二者溫差，探針(6b、6c)塞貝克電勢(shì)差，及其塞貝克系數(shù)顯示界面。
[0042]4)打開控制電源(10)，打開散熱風(fēng)扇(13)開關(guān)，對(duì)載物臺(tái)散熱。
[0043]5)手動(dòng)或用計(jì)算機(jī)(9)自動(dòng)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷、加熱片(IlaUlb)的電流來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷、加熱片(11a、Ilb)表面的溫度，以使樣品表面建立溫差，約5K。
[0044]6 )點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集軟件開始按鈕，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，待熱電偶(7a、7b )溫度，探針(6b、6c)塞貝克電勢(shì)差穩(wěn)定后，緩慢降低半導(dǎo)體制冷、加熱片(IlaUlb)的電流，使得樣品表面建立溫差逐漸減少，直至趨于O。
[0045]7)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集軟件停止按鈕，保存數(shù)據(jù)。
[0046]8)關(guān)閉散熱風(fēng)扇(13)開關(guān)，關(guān)閉控制電源(10)，關(guān)閉Agilent數(shù)據(jù)采集軟件，關(guān)閉計(jì)算機(jī)(9)。
[0047]9)調(diào)節(jié)升降裝置(I)的粗調(diào)(2)和細(xì)調(diào)(3)旋鈕，使探針(6b、6c)針尖頭與熱電偶(7a、7b)探頭遠(yuǎn)離待測(cè)樣品表面。
[0048]10)取下屏蔽罩，取出所測(cè)樣品。
[0049]11)對(duì)測(cè)得的塞貝克電勢(shì)差以及對(duì)應(yīng)的溫度差的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，得到塞貝克系數(shù)。
[0050]2.變溫測(cè)試N型Bi2Te3溫差電薄膜材料的塞貝克系數(shù)
[0051]測(cè)試操作步驟:
[0052]I)將樣品(直徑>lcm)放于載物臺(tái)的半導(dǎo)體制冷、加熱片(11a、lib)表面，樣品一端置于Ila上,一端置于Ilb上,蓋上屏蔽罩(15)。
[0053]2)調(diào)節(jié)升降裝置(I)的粗調(diào)(2)和細(xì)調(diào)(3)旋鈕，使探針(6b、6c)針尖頭與熱電偶(7a、7b)探頭接觸到待測(cè)樣品表面。
[0054]3)打開計(jì)算機(jī)(9)，打開Agilent數(shù)據(jù)采集軟件，根據(jù)所連接的數(shù)據(jù)采集模塊通道，做好通道配置，打開熱電偶(7a、7b)溫度、二者溫差，探針(6b、6c)塞貝克電勢(shì)差，及其塞貝克系數(shù)顯示界面。
[0055]4)打開控制電源(10)，打開散熱風(fēng)扇(13)開關(guān)，對(duì)載物臺(tái)散熱。
[0056]5)手動(dòng)或用計(jì)算機(jī)(9)自動(dòng)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷、加熱片(IlaUlb)的電流來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷、加熱片(11a、Ilb)表面的溫度，使二者溫度接近所需溫度，且使樣品表面建立約5K溫差。
[0057]6 )點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集軟件開始按鈕，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，待熱電偶(7a、7b )溫度，探針(6b、6c)塞貝克電勢(shì)差穩(wěn)定后，緩慢調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷、加熱片(IlaUlb)的電流，使得樣品表面建立溫差逐漸減少，直至趨于O。
[0058]7)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集軟件停止按鈕，保存數(shù)據(jù)。
[0059]8)緩慢降低半導(dǎo)體制冷、加熱片(lla、llb)的電流，使其溫度變?yōu)槭覝亍?br> [0060]9)關(guān)閉散熱風(fēng)扇(13)開關(guān)，關(guān)閉控制電源(10)，關(guān)閉Agilent數(shù)據(jù)采集軟件，關(guān)閉計(jì)算機(jī)(9)。
[0061]10)調(diào)節(jié)升降裝置(I)的粗調(diào)(2)和細(xì)調(diào)(3)旋鈕，使探針(6b、6c)針尖頭與熱電偶(7a、7b)探頭遠(yuǎn)離待測(cè)樣品表面。
[0062]11)取下屏蔽罩，取出所測(cè)樣品。
[0063]12)對(duì)測(cè)得的塞貝克電勢(shì)差以及對(duì)應(yīng)的溫度差的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，得到塞貝克系數(shù)。
[0064]3.室溫附近測(cè)試N型Bi2Te3溫差電薄膜材料的電阻率
[0065]測(cè)試操作步驟:
[0066]I)將樣品(直徑>lcm)放于載物臺(tái)的半導(dǎo)體制冷、加熱片(11a、lib)其中一個(gè)表面，蓋上屏蔽罩(15)。
[0067]2)調(diào)節(jié)升降裝置(I)的粗調(diào)(2)和細(xì)調(diào)(3)旋鈕，使探針(6a、6b 6c、6d)針尖頭與熱電偶(7a、7b )探頭接觸到待測(cè)樣品表面。
[0068]3)打開計(jì)算機(jī)(9)，打開Agilent數(shù)據(jù)采集軟件，根據(jù)所連接的數(shù)據(jù)采集模塊通道，做好通道配置，打開熱電偶(7a、7b )溫度，電阻率顯示界面。
[0069]4)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集軟件開始按鈕，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，待熱電偶(7a、7b)溫度，電阻率讀數(shù)穩(wěn)定后，進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。
[0070]5)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集軟件停止按鈕，保存數(shù)據(jù)。
[0071]6)關(guān)閉散熱風(fēng)扇(13)開關(guān)，關(guān)閉控制電源(10)，關(guān)閉Agilent數(shù)據(jù)采集軟件，關(guān)閉計(jì)算機(jī)(9)。
[0072]7 )調(diào)節(jié)升降裝置(I)的粗調(diào)(2 )和細(xì)調(diào)(3 )旋鈕，使探針(6a、6b、6c、6d)針尖頭與熱電偶(7a、7b )探頭遠(yuǎn)離待測(cè)樣品表面。
[0073]8)取下屏蔽罩，取出所測(cè)樣品。
[0074]4.變溫測(cè)試N型Bi2Te3溫差電薄膜材料的電阻率
[0075]測(cè)試操作步驟:
[0076]I)將樣品(直徑>lcm)放于載物臺(tái)的半導(dǎo)體制冷、加熱片(11a、lib)其中一個(gè)表面，蓋上屏蔽罩(15)。
[0077]2)調(diào)節(jié)升降裝置(I)的粗調(diào)(2)和細(xì)調(diào)(3)旋鈕，使探針(6a、6b 6c、6d)針尖頭與熱電偶(7a、7b )探頭接觸到待測(cè)樣品表面。
[0078]3)打開計(jì)算機(jī)(9)，打開Agilent數(shù)據(jù)采集軟件，根據(jù)所連接的數(shù)據(jù)采集模塊通道，做好通道配置，打開熱電偶(7a、7b )溫度，電阻率顯示界面。
[0079]4)打開控制電源(10)，打開散熱風(fēng)扇(13)開關(guān)，對(duì)載物臺(tái)散熱。
[0080]5)手動(dòng)或用計(jì)算機(jī)(9)自動(dòng)調(diào)節(jié)所放樣品的半導(dǎo)體制冷、加熱片(lla、llb)的電流來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷、加熱片(11a、Ilb)表面的溫度，使其接近所需溫度。
[0081]6)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集軟件開始按鈕，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，待熱電偶(7a、7b)溫度，電阻率讀數(shù)穩(wěn)定后，進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。
[0082]7)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集軟件停止按鈕，保存數(shù)據(jù)。
[0083]8)緩慢降低半導(dǎo)體制冷、加熱片(lla、llb)的電流，使其溫度變?yōu)槭覝亍?br> [0084]9)關(guān)閉散熱風(fēng)扇(13)開關(guān)，關(guān)閉控制電源(10)，關(guān)閉Agilent數(shù)據(jù)采集軟件，關(guān)閉計(jì)算機(jī)(9)。
[0085]10)調(diào)節(jié)升降裝置(I)的粗調(diào)(2)和細(xì)調(diào)(3)旋鈕，使探針(6a、6b、6c、6d)針尖頭與熱電偶(7a、7b )探頭遠(yuǎn)離待測(cè)樣品表面。
[0086]11)取下屏蔽罩，取出所測(cè)樣品。
【權(quán)利要求】
1.一種溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置，包括一個(gè)載物臺(tái)和一個(gè)升降裝置(1)，其特征在于:有四根探針(6a、6b、6c、6d)固定在升降裝置(I)的可移動(dòng)部分(4)上；有兩條熱電偶線(7a、7b)固定在中間兩根探針(6b、6c)上；所述四根探針(6a、6b、6c、6d)和兩條熱電偶線(7a、7b)經(jīng)一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊(8)與計(jì)算機(jī)(9)電連接；所述載物臺(tái)有一個(gè)散熱片(12);該散熱片(12)上面固定有半導(dǎo)體制冷、加熱片(IlaUlb);而散熱片(12)下面裝有散熱風(fēng)扇(13);載物臺(tái)上罩有金屬屏蔽罩(15);半導(dǎo)體制冷、加熱片(lla、llb)和散熱風(fēng)扇(13)經(jīng)一個(gè)控制器(10)連接計(jì)算機(jī)(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置，其特征在于:所述升降裝置(I)具有可移動(dòng)部分(4) Z軸方向的粗調(diào)機(jī)構(gòu)(2)和細(xì)調(diào)機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置，其特征在于:所述四根探針(6a、6b、6c、6d)等距固定在升降裝置(I)可移動(dòng)部分(4)的下端；所述四根探針具有(6a、6b、6c、6d)高度單獨(dú)可調(diào)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置，其特征在于:所述四根探針(6a、6b、6c、6d)分別固定在四根絕緣柱(18a、18b、18c、18d)上，四只彈簧(19a、19b、19c、19d)分別套到四根絕緣柱(18a、18b、18c、18d)上，套有彈簧(19a、19b、19c、19d)的絕緣柱(18a、18b、18c、18d)分別穿過一塊固定板(4c)的四個(gè)柱形孔(17a、17b、17c、17d)中，四個(gè)彈簧(19a、19b、19c、19d)頂端接觸到固定板(4c)的下面部分，四根絕緣柱(18a、18b、18c、18d)上、下部分分別裝有螺帽(16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h)，上部分四個(gè)螺帽(16a、16b、16c、16d)接觸到固定板(4c)的上面部分，下部分四個(gè)螺帽(16e、16f、16g、16h)分別接觸到四個(gè)彈簧(19a、19b、19c、19d)底端，與上部分四個(gè)螺帽(16a、16b、16c、16d)分別調(diào)節(jié)四根探針(6a、6b、6c、6d)高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置，其特征在于:所述兩條熱電偶線(7a、7b)固定在中間兩根探針(6b、6c)上,該兩條熱電偶(7a、7b)探頭做成針尖狀，分別與兩根探針(6b、6c)固定在一起，實(shí)現(xiàn)與樣品的點(diǎn)接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置，其特征在于:所述金屬屏蔽罩(15)上有一直徑比升降裝置(I)可移動(dòng)部分(4)截面直徑2?5mm的孔(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電材料塞貝克系數(shù)及電阻率的測(cè)量裝置，其特征在于:所述四根探針(6a、6b、6c、6d)經(jīng)一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊(8 )與計(jì)算機(jī)(9 )電連接,探針(6a、6d)連接至數(shù)據(jù)采集模塊(8)的電流源，探針(6b、6c)連接至數(shù)據(jù)采集模塊(8)的電壓采集端。
【文檔編號(hào)】G01R27/02GK203858219SQ201420001968
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】胡志宇, 張自強(qiáng), 曾志剛, 張向鵬, 楊曉云, 王志沖 申請(qǐng)人:上海大學(xué)