一种原位热电性能测试装置、制备方法及系统制造方法及图纸

技术编号:21546041 阅读:37 留言:0更新日期:2019-07-06 20:26
本发明专利技术实施例提供一种原位热电性能测试装置、制备方法及系统,在包括中空结构的基底上依次设有器件层和功能层,功能层和器件层中设有贯穿功能层和器件层并与中空结构连通的长槽;功能层的上表面位于长槽的两侧分别设有对称的第一加热电阻和第二加热电阻,能对样品的两端分别进行独立的温度控制;器件层中,第一加热电阻下方设有第一方形微孔,在第二加热电阻下方设有第二方形微孔,使得加热高温能聚集在装置的中空加热区域,降低装置功率;通过测量样品两端的电势差和样品的电阻率,可获取样品的塞贝克系数以及电导率随温度的变化情况,将样品的微纳米结构与测得的热电性能参数变化对应,可获取样品的微纳米结构与热电性能参数变化的直接关系。

An in-situ thermoelectric performance testing device, preparation method and system

【技术实现步骤摘要】
一种原位热电性能测试装置、制备方法及系统
本专利技术实施例涉及半导体测试
,尤其涉及一种原位热电性能测试装置、制备方法及系统。
技术介绍
能源是经济发展、人类物质活动的基础,随着工业水平不断提高,人们对能源的需求也日益增长。由于化石能源的过度开采和利用引发了能源危机还有空气污染等环境问题,因此开发清洁、高效的能量转化方式成为科研工作者的焦点。热电材料,也称温差电材料,是一种新型的功能材料,可以利用塞贝克效应、帕尔贴效应实现热能与电能之间的相互转化,利用热电材料制作的半导体温差发电器具有结构简单、清洁、性能可靠等优点。当热电材料用来制作温差发电器时,其主要利用的是塞贝克效应,塞贝克效应的基本原理为:当两种不同导体构成闭合回路时,若一端连接处闭合且置于高温T2,另一端连接处为开路且置于低温T1,就会在冷端产生温差电动势ΔV,其中ΔV=S·ΔT=S·(T1-T2),且在回路中有电流流过;S为塞贝克系数,由材料自身的电子能带结构所决定。热电材料温差发电器在使用时存在一定局限性,因为其热电转换效率不够高。热电转换效率与热电优值成正相关,热电优值可表述为:ZT=S2σ/κ,其中S、σ、κ分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位热电性能测试装置,其特征在于,包括:基底及由下至上依次设于所述基底上表面的器件层和功能层,所述基底的内部设有中空结构,所述中空结构与所述基底的下表面外部连通;所述功能层和所述器件层中设有贯穿所述功能层和所述器件层,并与所述中空结构连通的长槽;所述器件层的几何中心处,设有与所述中空结构连通且与所述长槽垂直并对称的第一方形微孔和第二方形微孔;所述功能层的上表面且位于所述长槽的两侧分别设有对称的第一加热电阻和第二加热电阻;所述第一方形微孔位于所述第一加热电阻的下方,所述第二方形微孔位于所述第二加热电阻的下方。

【技术特征摘要】
1.一种原位热电性能测试装置,其特征在于,包括:基底及由下至上依次设于所述基底上表面的器件层和功能层,所述基底的内部设有中空结构,所述中空结构与所述基底的下表面外部连通;所述功能层和所述器件层中设有贯穿所述功能层和所述器件层,并与所述中空结构连通的长槽;所述器件层的几何中心处,设有与所述中空结构连通且与所述长槽垂直并对称的第一方形微孔和第二方形微孔;所述功能层的上表面且位于所述长槽的两侧分别设有对称的第一加热电阻和第二加热电阻;所述第一方形微孔位于所述第一加热电阻的下方,所述第二方形微孔位于所述第二加热电阻的下方。2.根据权利要求1所述的一种原位热电性能测试装置,其特征在于,所述功能层的上表面且位于所述长槽的一边设有第一压焊区与靠近所述第一加热电阻的第一电学性能测试引线和第二电学性能测试引线;所述功能层的上表面且位于所述长槽的另一边设有第二压焊区与靠近所述第二加热电阻的第三电学性能测试引线和第四电学性能测试引线;所述第一压焊区和所述第二压焊区分别均包括第一金属压焊区和第二金属压焊区,所述第一压焊区的第一金属压焊区和所述第一加热电阻相连,所述第二压焊区的第一金属压焊区和所述第二加热电阻相连;所述第一压焊区的第二金属压焊区与所述第一电学性能测试引线和所述第二电学性能测试引线相连,所述第二压焊区的第二金属压焊区与所述第三电学性能测试引线和第四电学性能测试引线相连。3.根据权利要求1所述的一种原位热电性能测试装置,其特征在于,所述功能层的上表面且位于所述长槽的一边还设有第一测温电阻,所述第一测温电阻用于测量所述第一加热电阻附近的温度;所述功能层的上表面且位于所述长槽的另一边还设有第二测温电阻,所述第二测温电阻用于测量所述第二加热电阻附近的温度。4.根据权利要求1所述的一种原位热电性能测试装置,其特征在于,所述第一方形微孔的横截面面积大于所述第一加热电阻覆盖的面积,所述第二方形微孔的横截面面积大于所述第二加热电阻覆盖的面积。5.根据权利要求3所述的一种原位热电性能测试装置,其特征在于,所述功能层的上表面且靠近所述第一加热电阻和所述第二加热电阻,还设有多个呈阵列分布的矩形镂空孔,多个所述矩形镂空孔之间形成条形温度隔离带,所述第一测温电阻、第二测温电阻、第一电学性能测试引线、第二电学性能测试引线、第三电学性能测试引线和第四电学性能测...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩晓东张晴毛圣成马东锋陈永金栗晓辰翟亚迪张泽
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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