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原文传递一种原位热电性能测试装置、制备方法及系统

专利名称：	一种原位热电性能测试装置、制备方法及系统
摘要：	本发明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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京工业大学
发明人：	韩晓东;张晴;毛圣成;马东锋;陈永金;栗晓辰;翟亚迪;张泽
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910172947.3
公开号：	CN109975348A
代理机构：	北京路浩知识产权代理有限公司
代理人：	王庆龙;苗晓静
分类号：	G01N25/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	100022 北京市朝阳区平乐园100号
主权项：	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试引线通过所述条形温度隔离带布置于所述功能层的上表面。 6.一种原位热电性能测试装置的制备方法，其特征在于，包括：在设于基底上表面的器件层的上表面由下至上依次生长由第一支撑薄膜、第一金属薄膜、第二支撑薄膜和第二金属薄膜组成的功能层；其中，生长所述第一金属薄膜和所述第二支撑薄膜之间，还包括在所述第一金属薄膜上进行刻蚀，形成第一加热电阻和第二加热电阻；对所述器件层和所述功能层进行刻蚀，形成贯穿所述功能层和所述器件层的长槽；从所述基底的下表面刻蚀分别与所述基底的下表面外部和所述长槽连通的中空结构，在所述器件层的上表面垂直于所述长槽且在所述第一加热电阻下，开设第一方形微孔；在所述器件层的上表面垂直于所述长槽且在所述第二加热电阻下，开设第二方形微孔；所述第一方形微孔和所述第二方形微孔均分别与所述长槽和所述中空结构连通。 7.根据权利要求6所述的一种原位热电性能测试装置的制备方法，其特征在于，所述在所述功能层的上表面进行刻蚀，形成贯穿所述功能层和所述器件层的长槽之前，还包括：在所述第一金属薄膜上进行刻蚀，形成第一测温电阻、第二测温电阻、第一金属压焊区和第一金属引线；在所述第一金属薄膜上生长第二金属薄膜，在所述第二金属薄膜上进行刻蚀，形成第二金属引线、第二金属压焊区、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试引线。 8.根据权利要求6所述的一种原位热电性能测试装置的制备方法，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。 9.根据权利要求6所述的一种原位热电性能测试装置的制备方法，其特征在于，还包括：在所述第一支撑薄膜和所述第二支撑薄膜上进行刻蚀，形成多个呈阵列分布的矩形镂空孔，以使多个所述矩形镂空孔之间形成条形温度隔离带；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试引线通过所述条形温度隔离带设于所述基底的上表面。 10.一种原位热电性能测试系统，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的原位热电性能测试装置和样品杆，所述原位热电性能测试装置通过基底的下表面固定于所述样品杆的倾转台上；所述样品杆为透射电子显微镜用双轴倾转样品杆或多电极TEM轴倾转样品杆。
所属类别：	发明专利