CN206990487U - 纳米材料的热电性能测量*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种纳米材料的热电性能测量***，包括：基底；设置于基底上的第一至第三悬浮搭，第一悬浮搭和第二悬浮搭通过热线相连，并且待测样品设置于第三悬浮搭和热线的中心点之间；采集装置，采集装置分别与第一至第三悬浮搭相连，以采集热线的端电压和待测样品的端电压。该测量***可以同一个样品上测量纳米样品的电、热和热电物理性质，实现准确测量热电性能的目的，简单易实现。

Description

纳米材料的热电性能测量***

技术领域

本实用新型涉及微米、纳米材料电学特性、热传导特性、热电转化性能测试技术领域，特别涉及一种纳米材料的热电性能测量***。

背景技术

在纳米材料的热电转换性能测量方面，目前主要有以下几种方法：(1)直接测量法：将纳米材料搭接在微加热器之间，通过电加热的方法在纳米材料两端建立温差，测量纳米材料由温差引起的电动势，得到Seebeck系数；(2)原子力显微镜-交流通电法：利用原子力显微镜的热电检测探针，在样片两端建立温差，再通过检测样品两端的2ω电压与3ω电压的比值推导得到样片的Seebeck系数；(3)异质结-交流通电法：将待测样品与标准样品搭接形成异质结，再将异质结悬浮搭接，在异质结两端加载交流电，通过求解温度分布和测量Seebeck电压求解得到Seebeck系数。表征材料的热电转换性能的优值系数ZT＝S²σT/λ，包含了材料的电导率、热导率、Seebeck系数。在纳米材料中，样品的物理性质离散程度大，即使是同一工艺同一批次的样品，其物理性质也存在显著差异。为了准确表征纳米样品的优值系数，最理想的情况即是对同一样品同时测量电导率、热导率、Seebeck系数。然而，上述方法都只能单独测量样品的Seebck系数，需要结合其他测量方法测量电导率、热导率，不能准确表征纳米样品的优值系数。

物性测量***以其可扩展性高、测量流程自动化等特点，在材料、物理等领域广受欢迎。以的PPMS(Physical Property Measurement System，综合物性测量***)为例，物性测量***可以测量块体材料的磁学、电学、热学、形貌、铁电和介电等物理性质。然而，PPMS的测量对象以块体材料为主，不能直接测量纳米样品的物理性质。目前世界范围内测量纳米样品的方法只能测量样品的电学性质或热学性质或热电转换性质，尚且缺乏能够在同一样品上***测量纳米样品物理性质的物性测量***。由于纳米样品物理性质的不稳定性，同一批经过相同处理的纳米样品的物理性质的变化范围远大于块体材料的物理性质的变化范围，因此要想准确表征纳米样品的物理性质，必须在同一个样品上测量。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种纳米材料的热电性能测量***，该测量***可以准确测量热电性能。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种纳米材料的热电性能测量***，包括：基底；设置于所述基底上的第一至第三悬浮搭，所述第一悬浮搭和所述第二悬浮搭通过热线悬浮相连，并且所述待测样品悬浮设置于所述第三悬浮搭和所述热线的中心点之间；采集装置，所述采集装置分别与所述第一至第三悬浮搭相连，以采集所述热线的端电压和所述待测样品的端电压。

根据本实用新型的纳米材料的热电性能测量***，通过采集热线的端电压和待测样品的端电压，从而可以同一个样品上测量纳米样品的电、热和热电物理性质，实现准确测量热电性能的目的，提高测量***的适用性，简单易实现。

进一步地，上述***还包括：控制器，所述控制器与所述采集装置相连，所述控制器用于控制所述采集装置采集所述热线的端电压和所述待测样品的端电压，进而得到所述待测样品的电导率、热导率、吸热系数和赛贝克系数，以进一步获取所述待测样品的电阻温度系数、比热、热扩散率、优质系数和接触热阻。

进一步地，上述***还包括：电源，所述电源根据预设连接方式与所述第一至第三悬浮搭相连，其中，所述第一悬浮搭包括第一热沉搭和第二热沉搭，其中，所述第一热沉搭上设置有第一电极，所述第二热沉搭上设置有第二电极；所述第二悬浮搭包括第三热沉搭和第四热沉搭，其中，所述第三热沉搭上设置有第三电极，所述第四热沉搭上设置有第四电极；所述第三悬浮搭包括第五热沉搭和第六热沉搭，其中，所述第五热沉搭上设置有第五电极，所述第六热沉搭上设置有第六电极。

进一步地，在四线制T型子方法中，所述电源的正极与所述第二电极相连，所述电源的负极通过第一电阻与所述第六电极相连，其中，所述电源为直流电源。

进一步地，在直流T型子方法中，所述电源的正极与所述第三电极相连，所述电源的负极通过第二电阻与所述第二电极相连，其中，所述电源为直流电源。

进一步地，在3ω-T型子方法中，所述电源的正极与所述第三电极相连，所述电源的负极通过第三电阻与所述第二电极相连，其中，所述电源为交流电源。

进一步地，在交流加热-直流探测子方法中，所述电源的正极与所述第三电极相连，所述电源的负极通过第四电阻与所述第二电极相连，其中，所述电源为交流电源。

可选地，所述采集装置包括多张可以采集直流电压或交流电压序列的数据采集卡。

可选地，所述热线可以为铂丝。

另外，所述待测样品为一维线材样品，所述一维线材样品包括纳米样品和微米样品。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例的纳米材料的热电性能测量***的结构示意图；

图2为根据本实用新型另一个实施例的纳米材料的热电性能测量***的结构示意图；

图3为根据本实用新型一个实施例的悬浮热线传感器的结构示意图；

图4为根据本实用新型再一个实施例的纳米材料的热电性能测量***的结构示意图；

图5为根据本实用新型一个实施例的四线制T型子方法的电路结构示意图；

图6为根据本实用新型一个实施例的直流T型子方法的电路结构示意图；

图7为根据本实用新型一个实施例的3ω-T型子方法的电路结构示意图；

图8为根据本实用新型一个实施例的交流加热-直流探测子方法的电路结构示意图；

图9为根据本实用新型一个具体实施例的纳米材料的热电性能测量***的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面在描述根据本发明实施例提出的纳米材料的热电性能测量***之前，先来简单描述一下准确测量纳米材料的热电性能的重要性。

纳米尺度固体材料一直以来在物理、材料等基础科学领域都是研究热点和重点，在微纳电子、微纳传感器、能源转换和医疗设备等领域应用潜力巨大。在纳米材料中，热量传递发生在极微小的受限空间，热传导特性与宏观材料显著不同。因此，准确测量纳米材料的热传导特性对于纳米尺度传热学研究和纳米材料的实际应用具有重要意义。热电转换***以其无运动部件结构紧凑、无噪声污染等特点，在解决能源危机与环境问题中拥有广泛的应用前景和发展潜能。而纳米热电材料在解决先有热电器件优值系数低，转换效率低的问题上存在重大突破的可能性。因此，准确测量表征纳米材料的热电性能是研究纳米热电材料的重要基础。

纳米材料的热传导特性主要包括热导率、热扩散率。目前，研究人员成功开发了一些测量纳米材料热传导特性的实验方法，根据温度传感器与待测样品是否接触可分为接触式和非接触式两类。非接触式方法主要包括瞬态光热反射法和拉曼光谱法。瞬态光热反射法基于金属薄膜表面反射率对温度的依赖特性实现温度测量。该方法利用一束超短泵浦脉冲激光加热金属薄膜样品，另一束探测脉冲在设定的时间延迟探测样品表面反射率变化，通过拟合时域热反射信号曲线提取纳米样品的热导率和热扩散率。拉曼光谱法基于材料拉曼光谱的温度频移特性实现温度测量。该方法利用连续激光加热纳米尺度样品并激发其拉曼光谱。根据样品的拉曼峰位偏移测量光斑内的平均温度，通过估算激光吸收系数得到激光加热量，进而通过稳态导热模型求得其热导率。非接触式测量主要存在以下问题：(1)拉曼光谱法适用材料有限，需要材料有稳定的拉曼光谱温度频移特性，常见适用材料为纳米碳管、石墨烯，不适用于金属材料，对于一般的半导体材料拉曼峰不显著或拉曼光谱温度频移不显著；(2)测量温度精度低，通常测量温度误差为5K～20K。接触式方法中，包括通电自加热法和金属薄膜传感器法，两者均是通过电阻的温度依赖特性实现温度测量。通电自加热法直接在纳米样品两端通电，测量通过纳米样品的电压电流，利用纳米样品本身的电阻温度依赖特性，计算纳米样品温升；结合一维稳态导热模型和纳米样品的几何尺寸能够计算得到纳米样品的热导率。金属薄膜传感器法需要制备金属纳米传感器，将纳米样品搭接于传感器之上，利用传感器的电阻温度特性计算传感器的温升，结合纳米样品两端的温差和通过纳米样品的热流即能计算纳米样品的热导率。金属传感器法首先提出，其传感器为两片折线铂电极，通常又称为悬浮维器件法(UCB)，随后提出了T型法，首次成功测量了碳纳米管的热导率，并且随后该方法又被成功运用于测量沥青碳纤维，多孔纳米金薄膜,超长碳纳米管等材料的热导率。

本发明正是基于上述T型法，而提出了一种纳米材料的热电性能测量***。

下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的纳米材料的热电性能测量***。

图1是本实用新型一个实施例的纳米材料的热电性能测量***的结构示意图。

如图1所示，该纳米材料的热电性能测量***包括：基底100、第一悬浮搭201、第二悬浮搭202、第三悬浮搭203和采集装置。

其中，第一至第三悬浮搭设置于基底100上，第一悬浮搭201和第二悬浮搭202通过热线300悬浮相连，并且待测样品400悬浮设置于第三悬浮搭203和热线300的中心点之间。采集装置分别与第一至第三悬浮搭相连，以采集热线300的端电压和待测样品400的端电压。本实用新型实施例的测量***可以同一个样品上测量纳米样品的物理性质，实现准确测量热电性能的目的，简单易实现。

可以理解的是，热线300悬浮塔接在第一悬浮塔201和第二悬浮塔202之间，且待测样品400悬浮塔接于第三悬浮塔203和热线300的中心点之间。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的***还包括：控制器。其中，控制器与采集装置相连，控制器用于根据热线300的端电压和待测样品400的端电压得到待测样品400的电导率、热导率、吸热系数和赛贝克系数，以进一步获取待测样品400的电阻温度系数、比热、热扩散率、优质系数和接触热阻。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，图中左侧为微米样品示意图，右侧为纳米样品示意图，待测样品400为一维线材样品，一维线材样品包括纳米样品401和微米样品402。

可以理解的是，待测样品400的形状可以为圆柱形，圆柱簇或长方体薄膜。待测样品400可以为导电材料或非导电材料。待测样品400可以为纳米材料或微米材料。所谓纳米材料是指圆柱形材料的直径或长方体材料的宽和高的尺寸小于1um。

另外，待测样品400应该放置于具有控温、密封功能的恒温槽内。实验中，待测样品400环境的温度波动小于0.1K，样品环境的真空度小于10^-4pa，通过机械泵和分子泵两级抽滤实现。恒温槽内设置有防辐射罩，保证防辐射罩的温度与样品400相近。该环境中，待测样品400向环境的辐射和对流热损失可以忽略。

具体而言，在本实用新型的实施例中，将待测一维线材样品与热线T型悬浮搭接，置于真空恒温环境中，在4种不同的子方法中(下面会进行详细描述)，使用直流或正弦交流通电，采集热线两端、样品两端的电压信号，依次测量同一样品的电导率、热导率、吸热系数、赛贝克系数，并可以基于前述的四个物性结果进一步计算得到同一样品的电阻温度系数、比热、热扩散率、优质系数和接触热阻，共计九种测量结果。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，热线300可以为铂丝。

可以理解的是，热线300可以为铂金微米线或铂金纳米条带。铂金微米线采购自Alfa Aesar，横截面为圆形，纯度大于99.9％，直径为10um，25um，50um，100um不等。铂金纳米条带使用沉积刻蚀工艺制备的悬浮铂金纳米条带。

其中，对于微米样品实验中的热线制备，可以使用50mm见方3mm厚的铜片做基底100，直径2mm的铜线做电极和导线，电极外套绝缘陶瓷后安装进基底100中。然后使用铂丝做热线300横跨在两个热沉之间。热线300两端与热沉搭接，热线中间与基底100不接触。热沉与基底100良好接触，热沉温度始终为环境温度。基底100表面有电绝缘层，热沉之间不导电。在热沉a(相当于第一悬浮搭201)上制作电极1和电极2，在热沉b(相当于第二悬浮搭202)上制作电极3和电极4。

对于纳米样品，经历光刻胶覆盖、电子书刻蚀、物理气相沉积、剥离光刻胶、刻蚀SiO₂层和刻蚀Si基底等步骤，能够制备出一个悬浮热线传感器，如图3所示.

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的***还包括：电源。其中，电源根据预设连接方式与第一至第三悬浮搭相连。其中，预设连接方式可以理解为在不同的子方法中分别与第一至第三悬浮搭相连。

具体地，第一悬浮搭201包括第一热沉搭和第二热沉搭，其中，第一热沉搭上设置有第一电极1，第二热沉搭上设置有第二电极2；第二悬浮搭包括第三热沉搭和第四热沉搭，其中，第三热沉搭上设置有第三电极3，第四热沉搭上设置有第四电极4；第三悬浮搭包括第五热沉搭和第六热沉搭，其中，第五热沉搭上设置有第五电极5，第六热沉搭上设置有第六电极6。

可以理解的是，如图4所示，图4和图2右侧示意图是重复的，将待测线悬浮搭接在热沉c(相当于第三悬浮搭203)和热线300中心之间。待测线一端连接在热沉c上，一端连接在热线中心，待测线中间与基底100不接触。在热沉c上制作电极5和电极6。将基底100连同待测样品400一起放入真空恒温槽内。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，采集装置包括多张可以采集直流电压或交流电压序列的数据采集卡。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，在四线制T型子方法中，电源的正极与第二电极2相连，电源的负极通过第一电阻与第六电极6相连，其中，电源为直流电源。

如图5所示，按图中方式连接电路：直流电源正极流入电极2，电流经过热线300和待测样品400由电极6流出，而后串联经过标准电阻最后流回电源负极。两块数据采集卡分别提取电极3-电极5之间的直流电压分量和标准电阻两端的直流电压分量。通过数据采集卡的数据可以计算得到待测样品400的电阻，结合待测样品400的尺寸信息，可以计算得到待测样品400的电导率。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，在直流T型子方法中，电源的正极与第三电极3相连，电源的负极通过第二电阻与第二电极2相连，其中，电源为直流电源。

如图6所示，按图中方式连接电路：直流电源正极流入电极3，电流经过热线300后由电极2流出，而后流经标准电阻最后流回电源负极。两块数据采集卡分别提取电极4-电极1之间的直流电压分量和标准电阻两端的直流电压分量。通过数据采集卡的数据可以计算得到热线300的电阻。根据热线300的电阻-温度关系计算得到热线300的平均温升。结合热线300的几何尺寸、热导率和待测样品400的几何尺寸，可以计算得到待测样品400的热导率。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，在3ω-T型子方法中，电源的正极与第三电极3相连，电源的负极通过第三电阻与第二电极2相连，其中，电源为交流电源。

如图7所示，按图中的方式连接电路：交流电源正极流入电极3，电流经过热线300后由电极2流出，而后流经标准电阻最后流回电源负极(接地)。交流电源输出幅值为V，频率为ω。两块数据采集卡分别提取电极4-电极1之间的连续交流电压信号和标准电阻两端的连续交流电压信号。利用虚拟锁相技术，提取电极4-电极1之间的1ω电压幅值、3ω电压幅值和标准电阻两端的1ω电压幅值。结合热线300的几何尺寸、热导率和待测样品400的几何尺寸，可以计算得到待测样品400的吸热系数。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，在交流加热-直流探测子方法中，电源的正极与第三电极3相连，电源的负极通过第四电阻与第二电极2相连，其中，电源为交流电源。

如图8所示，按图中的方式连接电路：交流电源正极流入电极3，电流经过热线300后由电极2流出，而后流经标准电阻最后流回电源负极(接地)。交流电源输出幅值为V，频率为ω。两块数据采集卡分别提取电极3-电极5之间的连续交流电压信号和标准电阻两端的连续交流电压信号。利用虚拟锁相技术，提取电极3-电极5之间的直流电压幅值和标准电阻两端的1f电压幅值。结合热线300的几何尺寸、热导率和待测样品400的几何尺寸，可以计算得到待测样品400的Seebeck系数。

在本实用新型的实施例中，利用热线300的电阻温度性质，将热线300的电阻信号变化换算为热线平均温度变化。热线300的电阻与温度的关系可以描述为：R(ΔT)＝R₀×(1+βΔT)。其中ΔT表示热线300的温升，R₀表示热线300在环境温度下未加热时的零温升电阻，R(ΔT)表示热线300在温升ΔT时的电阻。考虑一维热线的温度分布不均匀时，上式依然成立。

本实用新型实施例可以在同一个平台、同一个样品上测量样品的电导率、电阻温度系数、热导率、吸热系数、热扩散率、比热、赛贝克系数、优质系数，无需多个样品，无需改变样品搭接，无需更换样品台，确保测量结果可靠有效。

具体而言，本实用新型实施例的测量***能够在同一微纳样品上测量表征电导率、热导率、吸热系数、赛贝克系数、电阻温度系数、比热、热扩散率、优质系数的***T型法。其中，在样品上加载直流源，在样品两端测量直流电压的子方法称为四线制T型子方法；在热线上加载直流源，在热线两端测量直流电压的子方法称为直流T型子方法；在热线上加载正弦交流源，在热线两端测量基频成分和三倍频成分的子方法称为3ω-T型子方法；在热线上加载正弦交流源，在样品两端测量直流成分的子方法成为交流加热-直流探测T型子方法。四线制T型子方法能够直接测量得到样品的电导率和电阻温度系数；直流T型子方法能够直接测量得到样品的热导率；3ω-T型子方法能够直接测量得到样品的吸热系数和样品与热线搭接处的接触热阻；交流加热-直流探测T型子方法能够直接测量得到样品的Seebeck系数；结合上述测量结果可以进一步提取样品的比热、热扩散率优质系数。

举例而言，在本实用新型的一个实施例中，包括以下步骤：

步骤S1，传感器和样品准备。

使用***T型法前，首先要准备样品和传感器。对于微米材料的样品，传感器使用直径从10um到100um不等的铂丝。对于纳米材料的样品，传感器使用厚度在几十纳米到几百纳米不等悬架铂金薄膜。将样品搭接与传感器后，使用游标卡尺、光学显微镜、SEM或TEM等技术，测量传感器的长度l_h，传感器直径为D_h，样品长度为l_f,样品直径为D_f。

步骤S2，四线制T型子方法。

四线制T型法能够测量样品的电导率和电阻温度系数。使用四线制T型法时，样品两段的数据采集卡的直流电压分量为V_f,标准电阻两端的数据采集卡的直流电压分量为V_s，标准电阻的阻值为R_s,则样品电阻为：

结合样品尺寸，可以计算得到样品电阻率ρ_f、电导率σ_f为：

改变环境温度，在不同环境温度下使用四线制T型法测量样品电阻率，得到环境温度序列{T₁,T₂,T₃,T₄,……}和对应温度下的电阻率序列{σ_f,1,σ_f,2,σ_f,3,σ_f,4,……}。根据电阻温度系数的定义，可以计算在温度T_k处样品的电阻温度系数β为：

步骤S3，直流T型子方法。

直流T型法能够测量样品的热导率。使用直流T型法时，在热线两端通直流电。改变直流电压，热线两端的数据采集卡的直流分量为序列{V_h,1,V_h,2,V_h,3,V_h,4,……}，标准电阻两端的数据采集的直流分量为序列{V_s,1,V_s,2,V_s,3,V_s,4,……},标准电阻的阻值为R_s。则热线的焦耳发热功率为序列{P_h,k}＝{V_s,kV_h,k/R_s},在不同发热功率下，热线的电阻记为序列{R_h,k}＝{V_h,kR_s/V_s,k}。对序列{P_h,k}，{R_h,k}做线性拟合，得到斜率k_h和截距R_h,b。则热线的平均温升序列可以表示为：

在热线温升不大的情况下，热线的电阻随着热线的加热功率为线性变化。其线性变化关系可以刻画为：

其中β是热线的电阻温度系数，R_h,273.15是热线在273.15K的环境温度下的电阻。对序列{P_h,k}，{R_h,k}做线性拟合，得到斜率k_h,则待测线的热导率λ_f为：

步骤S4，3ω-T型子方法。

3ω-T型法能够测量样品的吸热系数和样品与热线搭接点之间的接触热阻。使用3ω-T型法时，在热线两端通频率为ω的正弦交流电。改变交流电频率为序列{f₁,f₂,f₃,f₄,……}，热线两端的数据采集卡的ω分量振幅为序列{V_hω_,1,V_hω_,2,V_hω_,3,V_hω_,4,……}，标准电阻两端的数据采集的ω分量振幅分量为序列{V_s,1,V_s,2,V_s,3,V_s,4,……},标准电阻的阻值为R_s，样品两端的数据采集卡的3ω分量振幅为序列{V_h3ω_,1,V_h3ω_，2,V_h3ω_，3,V_h3ω_，4,……}。则无量纲传热系数Z满足：

其中无量纲传热系数Z与测试信号的关系为：

无量纲频率L_h的表达式为：

按公式(8)，利用非线性拟合工具可以拟合信号计算得到无量纲热阻抗χ，无量纲热阻抗χ与样品的吸热系数b_f、接触热阻R_c的关系式为：

其中，b_h是热线的吸热系数，F为比例系数。依据χ拟合结果可以得到样品的吸热系数b_f与样品和热线之间的接触热阻R_c。

步骤S5，交流加热直流探测T型子方法。

交流加热直流探测T型法能够测量样品的赛贝克系数。使用交流加热直流探测T型法时，在热线两端通频率为ω的正弦交流电。改变交流电电压幅值为序列{V₁,V₂,V₃,V₄,……}，热线两端的数据采集卡的ω分量振幅为序列{V_h,1,V_h,2,V_h,3,V_h,4,……}，标准电阻两端的数据采集的ω分量振幅分量为序列{V_s,1,V_s,2,V_s,3,V_s,4,……},标准电阻的阻值为R_s，样品两端的数据采集卡的直流分量为序列{V_f,1,V_f,2,V_f,3,V_f,4,……}。则热线的焦耳发热功率为序列{P_h,k}＝{V_s,kV_h,k/2R_s},在不同发热功率下，热线的电阻记为序列{R_h,k}＝{V_h,kR_s/V_s,k}。对序列{P_h,k}和序列{R_h,k}做线性拟合，得到截距为R_h,b。则热线的平均温升序列可以表示为：

相同加热功率下未搭接样品的热线平均温升为：

则样品搭接节点处的温升稳态量为：

对序列{V_f,k}和序列{θ_s,k}做线性拟合，其斜率即为样品的赛贝克系数S。

步骤S6，在步骤2～5中分别可以测量样品的电导率σ_f、电阻温度系数β、热导率λ_f、吸热系数b_f、赛贝克系数S和接触热阻R_c。则样品的体积比热表示为：

样品的热扩散率表示为：

样品的优质系数表示为：

进一步地，在本发明的一个具体实施例中，如图9所示，1为真空恒温槽，2、3分别为分子泵和机械真空泵，4为制冷压缩机，5为温控平台，6为矩阵开关。热线两端4个接线柱和样品尾端2个接线柱均接入矩阵开关中。7、8、9、10分别为电源、标准电阻和两块数据采集卡，电源、标准电阻和数据采集卡的接线也均接入矩阵开关中。矩阵开关中的切换不同的逻辑电路可以实现***T型法中4种不同子方法的切换。11为计算机。温控平台，矩阵开关、电源、数据采集卡均和计算机连接，受计算机控制，与计算机通信。在相关软件的配合下可以实现自动测量。

根据本实用新型的纳米材料的热电性能测量***，通过采集热线的端电压和待测样品的端电压，从而可以同一个样品上测量纳米样品的电、热和热电物理性质，实现准确测量热电性能的目的，提高测量***的适用性，简单易实现。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，包括：

基底；

设置于所述基底上的第一至第三悬浮搭，所述第一悬浮搭和所述第二悬浮搭通过热线悬浮相连，并且待测样品悬浮设置于所述第三悬浮搭和所述热线的中心点之间；以及

采集装置，所述采集装置分别与所述第一至第三悬浮搭相连，以采集所述热线的端电压和所述待测样品的端电压。

2.根据权利要求1所述的纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器与所述采集装置相连，所述控制器用于控制所述采集装置采集所述热线的端电压和所述待测样品的端电压，进而得到所述待测样品的电导率、热导率、吸热系数和赛贝克系数，以进一步获取所述待测样品的电阻温度系数、比热、热扩散率、优质系数和接触热阻。

3.根据权利要求1所述的纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，还包括：电源，所述电源根据预设连接方式与所述第一至第三悬浮搭相连，其中，

所述第一悬浮搭包括第一热沉搭和第二热沉搭，其中，所述第一热沉搭上设置有第一电极，所述第二热沉搭上设置有第二电极；

所述第二悬浮搭包括第三热沉搭和第四热沉搭，其中，所述第三热沉搭上设置有第三电极，所述第四热沉搭上设置有第四电极；

所述第三悬浮搭包括第五热沉搭和第六热沉搭，其中，所述第五热沉搭上设置有第五电极，所述第六热沉搭上设置有第六电极。

4.根据权利要求3所述的纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，在四线制T型子方法中，所述电源的正极与所述第二电极相连，所述电源的负极通过第一电阻与所述第六电极相连，其中，所述电源为直流电源。

5.根据权利要求3所述的纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，在直流T型子方法中，所述电源的正极与所述第三电极相连，所述电源的负极通过第二电阻与所述第二电极相连，其中，所述电源为直流电源。

6.根据权利要求3所述的纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，在3ω-T型子方法中，所述电源的正极与所述第三电极相连，所述电源的负极通过第三电阻与所述第二电极相连，其中，所述电源为交流电源。

7.根据权利要求3所述的纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，在交流加热-直流探测子方法中，所述电源的正极与所述第三电极相连，所述电源的负极通过第四电阻与所述第二电极相连，其中，所述电源为交流电源。

8.根据权利要求1所述的纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，所述采集装置包括多张采集直流电压或交流电压序列的数据采集卡。

9.根据权利要求1所述的纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，所述热线为铂丝。

10.根据权利要求1-9任一项所述的纳米材料的热电性能测量***，其特征在于，所述待测样品为一维线材样品，所述一维线材样品包括纳米样品和微米样品。