[發明專利]一種同時測量霍爾系數和塞貝克系數的裝置及方法

有效

• 申請號: 201710148301.2
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106950484B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 楊君友;侯晶迪;何煦;姜慶輝;任洋洋;辛集武;張旦;周志偉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01N25/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

1.一種同時測量霍爾系數和塞貝克系數的裝置，其特征在于，其包括直行滑軌(1)、磁鐵組(3,21)、測試探針(11,12,13，14)和主加熱器(9)，

所述直行滑軌(1)兩端分別放置有一個磁鐵架(2,22)，每個磁鐵架上各設置有一對相同磁鐵組，所述磁鐵組(3,21)包括兩個永久強磁鐵，所述兩個永久強磁鐵相隔一定距離以N-S方式相對放置，所述磁鐵組(3,21)產生大小相同、方向相反的磁場；

在直行滑軌(1)的上方，設置有一個主加熱器(9)，兩片陶瓷片副加熱器(8,16)相隔一定距離嵌在所述主加熱器(9)表面中間，待測樣品放置在兩片陶瓷片副加熱器(8,16)上，所述主加熱器(9)的四個對角上分別設置有探針旋鈕(10,12,15,17)，所述探針旋鈕(10,12,15,17)將測試探針(11,12,13，14)的一端固定，用于調節測試探針(11,12,13，14)的位置，所述測試探針(11,12,13，14)的另一端分別位于樣品表面的四個對角上，用于測量樣品的冷端與熱端溫度，所述主加熱器(9)、陶瓷片副加熱器(8,16)、探針旋鈕(10,12,15,17)、測試探針(11,12,13，14)和樣品均置于隔熱罩(5)內，

所述直行滑軌(1)的一端與電機(25)連接，電機驅動直行滑軌(1)移動，隨著直行滑軌(1)的移動，所述隔熱罩(5)中的待測樣品在兩個磁鐵組(3,21)之間運動，待測樣品所受到的磁場發生變化。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主加熱器(9)內還設置有一熱電偶(6)，用于測量主加熱器的溫度。

3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，通過所述探針旋鈕(10,12,15,17)實現所述測試探針(11,12,13,14)的左右、上下調節，所述測試探針(11,12,13,14)通入電流，用于測量樣品邊緣的電壓或溫度。

4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述隔熱罩(5)內充有保護氣體，且所述隔熱罩(5)為雙層結構。

5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述兩個磁鐵組(3,21)、主加熱器(9)、陶瓷片副加熱器(8,16)、測試探針(11,12,13,14)和電機(25)分別與不同的控制模塊相連，通過電腦控制實現自動化運行。

6.一種同時測量霍爾系數和塞貝克系數的方法，其特征在于，采用如權利要求5中所述的測量裝置按以下步驟進行：

S1.準備待測樣品，使待測樣品的厚度大致均勻，大小對稱；

S2.將準備好的待測樣品放置在主加熱器(9)上的兩個陶瓷片副加熱器(8,16)上，并調節好測試探針(11,12,13,14)的位置；

S3.將所述主加熱器(9)將環境溫度加熱到所需的溫度，在測試探針(11,12,13,14)上施加電流，分別在正磁場、負磁場和無磁場環境中，采用范德堡法測試相對兩個探針之間的電勢差；

S4.將所述主加熱器(9)將環境溫度加熱到所需的溫度，利用所述陶瓷片副加熱器(8,16)給待測樣品兩端建立溫差，測量此時四個測試探針(11,12,13,14)之間的電壓差以及四個測試探針(11,12,13,14)的溫度值；

S5.根據步驟S3和S4中測量得到的數據，計算出待測樣品的霍爾系數和塞貝克系數。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟S2中，安裝待測量樣品時，先打開隔熱罩(5)，將待測量樣品放置在兩個陶瓷片副加熱器(8,16)上，旋轉四個探針旋鈕(10,12,15,17)，使得探針旋鈕(10,12,15,17)所對應的四個測試探針(11,12,13,14)位于待測樣品邊緣，通過上下移動探針旋鈕(10,12,15,17)使得測試探針(11,12,13,14)接觸良好，然后關閉隔熱罩(5)。