[发明专利]一种薄膜材料的赛贝克系数测量装置及方法

权利要求书

1.一种薄膜材料的赛贝克系数测量装置，其特征在于，所述装置包括样品载台、激光器、电压表、第一热电偶和第二热电偶，所述样品载台上放置有待测试的薄膜材料，所述第一热电偶和第二热电偶均与电压表电连接；

所述激光器，用于产生激光束照射在薄膜材料上；

所述第一热电偶和第二热电偶，用于在测量时与薄膜材料表面形成欧姆接触，所述第一热电偶与薄膜材料的接触点和所述第二热电偶与薄膜材料的接触点之间间隔有一定距离，且所述第一热电偶与薄膜材料的接触点位于激光器照射时的激光光斑位置，通过所述第一热电偶和第二热电偶测量薄膜材料上两热电偶接触点之间的温度差值；

所述电压表，用于测量薄膜材料上两热电偶接触点之间的电势差。

2.根据权利要求1所述的薄膜材料的赛贝克系数测量装置，其特征在于，还包括衬底和静电吸附装置，待测试的薄膜材料采用薄膜沉积方法制备于所述衬底上，所述衬底放置于所述样品载台上，所述静电吸附装置位于所述样品载台内且与所述衬底的底面相接触，用于对所述衬底形成静电吸附。

3.根据权利要求2所述的薄膜材料的赛贝克系数测量装置，其特征在于，所述静电吸附装置包括多个圆柱电极，所述样品载台与衬底的接触面开通多个圆孔，所述圆柱电极的圆柱面穿过所述圆孔与所述衬底的底面相接触，对所述衬底形成静电吸附。

4.根据权利要求2所述的薄膜材料的赛贝克系数测量装置，其特征在于，还包括温控装置和加热丝，所述加热丝位于所述样品载台内，所述样品载台与衬底的接触面开设有供加热丝穿过的环形孔，所述加热丝穿过所述环形孔与所述衬底的底面相接触，所述温控装置与所述加热丝电连接，用于控制加热丝的加热功率。

5.根据权利要求3所述的薄膜材料的赛贝克系数测量装置，其特征在于，所述温控装置包括功率调整器、温度传感器和PID控制器，所述温度传感器位于所述样品载台，所述样品载台与衬底的接触面还开设有供温度传感器穿过的通孔，所述温度传感器穿过所述通孔与所述衬底的底面相接触，所述加热丝和所述PID控制器均与所述功率调整器电连接，所述温度传感器与所述PID控制器电连接。

6.根据权利要求2所述的薄膜材料的赛贝克系数测量装置，其特征在于，还包括密闭腔室和真空管，所述样品载台、衬底、激光器、电压表、第一热电偶和第二热电偶均位于所述密闭腔室中，所述真空管的一端开口与所述密闭腔室连通，所述真空管的另一端开口用于用真空泵上的真空管连通。

7.根据权利要求2所述的薄膜材料的赛贝克系数测量装置，其特征在于，所述第一热电偶与薄膜材料的接触点位于薄膜材料的中心区域，所述激光器照射时的激光光斑位于薄膜材料的中心区域。

8.一种薄膜材料的赛贝克系数测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将制备有薄膜材料的衬底放置于样品载台上，对圆柱电极通电使其对衬底形成静电吸附，使衬底固定于样品载台上；

步骤2，将密闭腔室内的空气抽空，使薄膜材料、衬底、样品载台、第一热电偶和第二热电偶处于真空环境下；

步骤3，开启激光器，对第一热电偶所接触的薄膜材料位置进行激光照射，通过所述第一热电偶和第二热电偶测量薄膜材料上两热电偶接触点之间的温度差值dT，通过电压表测量薄膜材料上两热电偶接触点之间的电势差dV；

步骤4，根据求赛贝克系数的公式，计算出薄膜材料的赛贝克系数，表示为如下第一公式：

公式(一)：S＝dV/dT，

其中，S为薄膜材料的赛贝克系数，dV为薄膜材料上两热电偶接触点之间的电势差，dT为薄膜材料上两热电偶接触点之间的温度差值。

9.根据权利要求8所述的薄膜材料的赛贝克系数测量方法，其特征在于，所述步骤4还包括：

改变激光器的功率，即改变薄膜材料上激光光斑处的温度，记录不同激光器功率下的dT和dV；

根据不同激光器功率下的dT和dV进行一阶线性拟合，从而计算出在不同加热温度下薄膜材料的拟合赛贝克系数。

10.根据权利要求9所述的薄膜材料的赛贝克系数测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

改变加热丝的加热功率，使衬底的温度发现变化，重复步骤1至步骤4，从而获得不同环境温度下的薄膜材料的赛贝克系数。