“测量”中科院工程热物理研究所在微纳材料热电性能测量研究方面取得进展

时间：2022-09-01 13:06:18来源：化工仪器网

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热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料。利用自然界温差和工业废热均可用于热电发电，它能利用自然界存在的非污染能源，具有良好的综合社会效益。尤其是对遥远的太空探测器来说，放射性同位素供热的热电发电器是唯一的供电系统。目前已被成功的应用于美国宇航局发射的“旅行者一号”和“伽利略火星探测器”等宇航器上。随着空间探索兴趣的增加、应用物理学的进展以及新能源需求增加，进行新型热电材料的研究具有很强的现实意义。

近日，中国科学院工程热物理研究所储能研发中心在微纳材料的热电性能表征方法方面取得进展，为微纳材料热电参数的精确测量和一体化原位表征提供了研究思路。研究人员综述了现有的微纳材料热参数和电参数测量方法的适用范围、优缺点以及升级改造为原位综合测量面临的挑战。同时总结了现有微纳材料热电性能综合测量方法的难点及发展趋势，并提出适用于一维纳米管和二维薄膜材料热电性能原位直接一体表征方法的策略：1、对于传统3ω-T型方法，需在原有的基础上增加测量电极，使用四探针法测量电导率，结合3ω法测量热导率，从而实现热电参数的高精度综合测量。2、对于悬浮式微器件，通过优化电极结构和悬浮处理，可以综合测量纳米线和薄膜的热电参数。值得注意的是，在测量微/纳米结构时需要考虑样品转移的困难。3、结合光学和微电极方法可以对热电参数进行综合测量。用光学法测量薄膜的面内热导率和微电极测量薄膜的电导率，通过在薄膜表面形成温差可以测量塞贝克电压，进而实现薄膜面内热电参数的测量。4、热探头与电探针相结合也可以实现一体化测量。通过热探针和电探针同时测量样品的热导率和塞贝克系数，结合外部电路测量电导率。该方法可实现样品法向热电参数的测量。

相关论文Progress in measurement of thermoelectric properties of micro/nano thermoelectric materials: A critical review在线发表在Nano Energy上。

参考来源：中科院工程热物理研究所