利用热电效应制作火警报警器

本实验装置利用6片SP1848-27145型温差发电片串联,在其热端放置热源,在其冷端放置散热片,使热端和冷端之间因温差产生电势差。利用dc-dc lm2596型稳压模块稳定输出5V电压,对报警装置提供电能。本装置无需外接电源,误报率低,适用范围广。     

二维层状热电材料研究进展

当今世界能源浪费巨大,其中绝大多数以废热的形式被浪费掉.热电效应可以将热能转换为电能并且没有危险物质的释放,因此热电效应的应用吸引了越来越多人的兴趣.自从石墨烯被发现以来,越来越多的二维层状材料被报道,它们通常比体块材料有着更加优越的电学、光学等物理性质,而新的理论和实验技术的发展,也促进了人们对于它们的研究.在本文中,首先介绍了基于二维材料热电性质的测量方法和测试技术,并对其测试中具有挑战性的问题进行讨论.随后对石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等材料的热电应用进行了介绍.最后,讨论了提升热电性能的各种策略与亟待解决的问题,并对此做出展望.     

磁各向异性热电效应对自旋相关器件的影响

在纳米点接触热电效应的实验中检测到"T"形Ni线两端的温差电压在外磁场作用下有较大变化,确认了这是由Ni线的磁各向异性热电效应引起的,外磁场的作用总是在逆温度梯度的方向产生一个额外的电动势,它与磁场以及Ni线两端温度差之间有清晰的对应关系.实验结果提示,自旋相关效应器件的研究需要留意器件样品的磁性材料构形设计和测试方法,以避免混入额外的电磁信号,给实验结果带来误判.     

热电物理的研究进展

热电效应在发电，致冷方面有巨大的应用潜力，这些年来，人们为提高热电能量转换效率进行了不懈的努力，文章概述了从机理上提高材料热性能的一般途径，在此基础上，介绍了最近几年在氧化物超导体，ＴＰｎ３化合物，富硼固体等新材料体系中，以及在非均匀材料，复合型材料，量子阱结构等新形式材料中的研究结果。     

激光光控超导YBa2Cu3Ox薄膜开关的研制

在对光控热电效应开关进行理论分析的基础上,木文提出用YBa₂Cu₃O_x薄膜制作光控开关,并测试了在液氮温度下薄膜开关在不同激光波长下的特征参数,测试的最好结果是响应度R_v(632.8nm,10kHz,1Hz)为217V/W,归一化探测率D_*(632.8nm,10kHz,1Hz)为2.3×10¹¹cm.Hz^1/2/W,响应时间τ为0.21ms.     

斜入射脉冲X射线产生电流实验

 针对斜入射脉冲X射线与金属的几种可能相互作用机制,设计了实验布局,测量了斜入射X射线在金属靶上产生的脉冲电流,建立了相应的理论模型。结果显示,当X射线入射强度低于10⁵ W/cm²时,以光电效应为主,高于此值时,以热电效应为主导。这表明,X射线加载强度较弱时,电子表现出个体行为,而增大X射线入射强度,电子表现出弱关联集体行为。由此可以预测,超强X射线辐照下,金属表面将出现宏观尺度的电荷密度调制,在退激发过程中,这种调制状态可能以较高的效率辐射定向的微波电磁脉冲。     

微波电场下的热电子温差电势率

局域微波场的作用会在半导体样品中产生热电子的温度和化学势的梯度.本文推广运用非平衡统计算子的理论方法计算存在温度和化学势梯度的热电子系统的输运系数,得到了热电子质心动量和能量的平衡方程,导出了热电子温差电势率和热导率的表达式.数值计算表明,理论结果与微波场作用下的温差电动势随电场平均功率的实验测量值可以定量比较. 关键词：     

铁基超导体的输运性质

在铁基超导体中存在着多种有序态,例如电子向列相和自旋密度波等,从而呈现出丰富的物理现象.输运性质的测量能为认识铁基超导体的低能激发提供极为有用的信息.铁砷超导体由于其电子结构的多能带特性,其电阻率和霍尔系数与温度的关系出现多样性的变化,但在正常态并没有看到有类似铜氧化物超导体的赝能隙打开等奇异行为.在空穴型掺杂的铁基超导体中观测到霍尔系数在低温下变号,对应温区的电阻率上出现一个很宽的鼓包等,可能是从非相干到相干态的转变.热电势行为也表现出与铜氧化物超导体的明显差异,比如铁基超导体的正常态热电势的绝对值反而在最佳掺杂区是最大的,这也许跟强的带间散射有关.能斯特效应表明铁基超导体在Tc以上的超导位相涨落并不明显,与铜氧化物超导体存在明显差别.在铁基超导体上所显示出来的这些反常热电性质,并没有在类似结构的镍基超导体(如LaNiAsO)上观测到,镍基超导体表现得更像一个通常的金属.这些均说明铁基超导体的奇异输运性质与其高温超导电性存在内在的关联,这些因素是建立其超导机理时需要考虑进去的.     

电子-声子相互作用对平行双量子点体系热电效应的影响

量子点体系是一种典型的低维体系, 该体系的独特物理特性有利于提高热电转换效率. 本文采用非平衡态格林函数方法, 选择平行双量子点结构, 详细讨论了电子-声子相互作用对该体系的电导、热电功率、热电优值以及热导等热电效应相关参数的影响, 全面描述了电子-声子相互作用对该结构中热电效应的影响. 理论计算结果表明, 在低温情况下, 该体系中的法诺干涉能够有效增强热电效应, 而电子-声子相互作用通过破坏法诺干涉而在一定程度上抑制电导以及热导过程. 然而, 电子-声子相互作用不会显著地影响热电功率的幅值, 并且热电优值的极值几乎不会改变, 因此在低温条件下电子-声子相互作用并不是破坏量子点体系热电效应的必要条件. 本文的结果将有利于澄清电子-声子相互作用对量子点体系热电效应的影响.     

单壁碳纳米管薄膜光电器件研究

制备了单壁碳纳米管薄膜光电器件,在偏压和激光器照射条件下可产生净光电流。分别研究了偏置电压、激光功率、照射位置对净光电流的影响。实验表明,激光照射薄膜中点,净光电流随着偏压的增大而增大,随激光功率的增大而趋于饱和,偏压为0.2 V,激光功率为22.7 mW时,净光电流达到0.24 μA;无偏压,激光照射薄膜不同位置时,净光电流值关于器件中心对称分布,照射两端点输出最大光电流,照射中点输出趋于“0”。经分析,在偏压和激光照射薄膜中心位置的条件下,器件因内光电效应可产生净光电流;在无偏压和激光照射的条件下,因光热电效应可产生净光电流,并建立了温度模型,根据单壁碳纳米管的热电势特性推导出了净光电流与光照位置的关系,其符合实验结果;内光电和光热电效应是光电流产生、变化的原因,在偏压和激光照射的一般条件下,净光电流应是两种效应的叠加结果。器件所具有的光电特性使其在光伏器件、光传感器有应用的潜力。