利用激光感生热电电压效应测量薄膜的各向异性泽贝克系数

利用激光对半无限大物限加热的一维热传导模型,分析La0.67 Ca0.33 MnO3 (LCMO)薄膜在KrF准分子激光照射下的温度变化。在纳秒级激光单次脉冲照射下,薄膜表面温度与照射时间的平方根成正比。并通过拟合La0.67 Ca0.33 MnO3薄膜在此激光照射下的感生电压响应信号,得到薄膜的时间常数为1.39μs。利用薄薄厚度与时间常数的关系,计算出薄膜的热扩散系数及热穿透深度,分别为4.5×108m2/s和71nm。根据测量到的脉冲响应信号的时间常数,将激光感生电压公式中薄膜厚度与热扩散系数参量简化,得到一种求符向异性泽贝克(seeback)系数的方法,计算出出La0.67 Ca0.33 MnO3的各向异性泽贝克系数为2.80μV/K。

氧压对Zn_(1-x)Al_xO薄膜结构的影响及激光感生电压效应

为了研究不同退火氧压对铝掺杂氧化锌薄膜结晶质量和激光感生电压效应的影响,采用脉冲激光沉积法在蓝宝石(0001)单晶平衬底上制备了薄膜,并利用X射线衍射对薄膜的结构进行了表征,测量了薄膜在紫外脉冲激光辐照下诱导产生的激光感生电压信号,对结果进行了理论分析和实验验证,成功制备出了单一取向的薄膜,确定了最佳生长条件,并利用这一条件在倾斜蓝宝石衬底上制备了薄膜。结果表明,当薄膜受到波长为248nm、脉冲宽度为20ns的脉冲激光照射时,在薄膜两端存在较大的激光感生电压信号,其最大值为0.532V,且随着退火氧压的增大,激光感生电压的峰值信号先增大后减小。这一结果对薄膜在紫外探测器方面的应用是有帮助的。

热电Ca3Co4O9薄膜的一致取向生长及其激光感生电压效应

利用脉冲激光沉积(PLD)法,在蓝宝石(0001)平衬底上成功制备了c轴一致取向的Ca3Co4O9薄膜。利用X射线衍射(XRD)分析测定了薄膜的相结构和生长取向。研究了不同衬底温度与不同原位氧压对Ca3Co4O9薄膜结晶质量与生长取向的影响,确定了最佳生长条件。利用这一条件在倾斜Al2O3(0001)衬底上制备了Ca3Co4O9薄膜。研究发现,当Ca3Co4O9薄膜被波长248nm,脉冲宽度20ns的脉冲激光照射时,在薄膜两端存在较大的激光感生热电电压(LITV)信号,峰值电压达到4.4V,其上升沿为36ns,半峰全宽(FWHM)为131ns。可以认为这种激光感生热电电压信号是由于Ca3Co4O9薄膜面内与面间泽贝克(Seebeck)系数张量的各向异性引起的。

原子层热电堆材料的激光感生热电电压

测量了La1-xSrxMnO3（LSMO）,La1-xPbxMnO3（LPMO）和La1-xSrxCoO3（LSCO）三种薄膜在不同激光波长下的激光感生热电电压（LITV）.利用脉冲激光沉积（PLD）,在LaAlO3倾斜衬底上制备了钙钛矿结构的三种薄膜,并用电脑采集系统和锁相斩波系统对激光感生热电电压信号进行测量。发现不同波长下信号的灵敏度和响应时间各不相同,激光波长为532nm和632.8nm时LSMO灵敏度最大而LSCO最小,但响应时间恰好相反。波长为808nm时LPMO灵敏度最好。

热电材料研究中的基础物理问题

热电转换技术主要包括利用半导体材料的泽贝克(Seebeck)效应将热能直接转化成电能和利用佩尔捷(Peltier)效应直接将电能转化成热能.文章简单回顾了热电转换材料中的物理效应及相关研究进展,重点介绍了常规热电材料(即窄带半导体)中的一些基本物理问题,其中包括一个好的热电材料应该具有的特性,以及提高半导体材料的电导率和泽贝克系数,降低热导率的物理机制和方法.文章还介绍了近年来电子晶体-声子玻璃类材料以及低维热电材料等热点问题的研究进展.最后还简单讨论了非常规热电材料的研究现状与趋势.