Metody charakterizace polovodivých termoelektrických materiálů

Abstract

V tomto článku jsou shrnuty metody používané k charakterizaci polovodivých, v našem případě termoelektrických materiálů. Tyto materiály jsou používané již řadu let v termoelektrických (TE) aplikacích pracujících při teplotách blízkých teplotě místnosti. Obecně jsou tyto aplikace založeny buď na Peltierově jevu (TE chladiče) nebo na jevu Seebeckově (TE generátory). Zkoumané vzorky mohou být monokrystalické nebo polykrystalické. Monokrystaly jsou pěstovány modifikovanou Bridgmanovou metodou, polykrystaly jsou lisovány metodou “hotpressingu“. Na připravených vzorcích jsou měřeny elektrické, optické, magnetické a strukturní vlastnosti. Hallovo napětí a elektrická vodivost jsou měřeny tzv. tříbodovou metodou za použití střídavého proudu a stejnosměrného magnetického pole, Seebeckův koeficient je určován ze změřeného termoelektrické napětí a teplotní gradientu na vzorku. Spektrální závislost reflektivity v okolí rezonanční frekvence plazmatu je měřena na přirozených štěpných plochách. Mřížkové parametry se stanovují práškovou rentgenovou difrakční analýzou. Měření tepelné vodivosti pracuje na principu měření toku tepla jdoucího vzorkem v teplotním rozsahu -125°C – 1100°C. Magnetická susceptibilita a magnetizace se měří pomocí magnetometru SQUID. Další optické vlastnosti jsou měřeny pomocí elipsometru V-VASE. I když se tyto metody používají hlavně pro měření termoelektrických materiálů, je možno je obecně využít i pro ostatní elektricky vodivé materiály.