塞贝克效应
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
L/O/G/O
赛贝克效应
www.themegallery.com
提纲
1
定义 原理
2 3 4
应用
发展
www.themegallery.com
一、定义
• 塞贝克（Seeback）效应，又称作第一热电 效应，它是指由于两种不同电导体或半导体 的温度差异而引起两种物质间的电压差的热 电现象。
• 另一种定义是：在两种不同导电材料构成
的闭合回路中，当两个接点温度不同时，回 路中产生的电势使热能转变为电能的一种现 象。
www.themegallery.com
原理
由于不同的金属材料所具有的自 由电子密度不同，当两种不同的 金属导体接触时，在接触面上就 会发生电子扩散。电子的扩散速 率与两导体的电子密度有关并和 x t 接触区的温度成正比。 设导体A和B的自由电子密 度为NA和NB，且有NA＞NB， 电子扩散的结果使导体A失去电 Text 子而带正电，导体B则因获得电 子而带负电，在接触面形成电场。 Text 这个电场阻碍了电子继续扩散， 达到动态平衡时，在接触区形成 Text 一个稳定的电位差，即接触电势。
www.themegallery.com
温差电动势
温差电动势也称为赛贝克电动势 （Θab示之），定义温 差电动势率αab公 式 αab为单位温差时的温差电动势，亦称赛贝克系数 ，单位为V/K。两个不同半导体也可构成闭合线路 ，当两个接头处温度不同时，也要产生温差电动势 ，而且数值比金属导体大得多。在室温附近，半导 体的αab有几百μV/K，而金属的αab只在0.1与 10μV/K之间。因此，半导体在热能与电能的转换 上，可以有较高的效率，在温差发电方面有较广的 应用。常用温差发电半导体材料有Bi2Te3、ZnSb 、PbTe、GeTe和FeSi2等
（右图为实验图示）
www.themegallery.com
原理
在两种金属A和B组成的 回路中，如果使两个接触 点的温度不同，则在回路 中将出现电流，称为热电 流。 塞贝克效应的实质在 由于两种金属接触时本身会产生接 于两种金属接触时会产生 触电势差，若T1比T2温度高，由于 接触电势差，该电势差取 温度越高金属电子的能量越高，逸 决于金属的电子逸出功和 出的越多，所以T1处有电子像T2方 有效电子密度这两个基本 向逸出形成如图所示的电流。 T2端 因素。 不断放热，T1端不断吸热，使电子 半导体的温差电动势 不断逸出，和前面接触电势差一样 较大，可用作温差发电器。 产生一个温差电动势，进而在金属 （见右图） 中产生如图所示的电流，即热电流。
www.themegallery.com
L/O/G/O
Thank You! O(∩_∩)O~
www.themegallery.com
www.themegallery.com
应用
选用适当 的金属作 热电偶材 料来自百度文库就可 轻易测量 到从－ 180℃到＋ 2000℃的 温度，
温差 电偶
热电制冷 技术
温差 发电机
现代用半导体教 材制成的温差电 偶的串联起来， 可以组成能供应 较大电流和电压 的半导体温差发 电机，足够满足 收音机和小型电 子设备的需要， 有很大实用价值。
塞贝克 效应
用途很广泛，在生产、科学研究及日常生活中 温差电偶常被用来测量温度（如冶炼及热处理 炉的高温）、辐射强度、电流等物理量。
www.themegallery.com
发展
2008年，物理学家发现了被他们称为 “自旋-塞贝克效应”（spin Seebeck Description of Description of the contents the contents effect）的现象。自旋-赛贝克效应可产 生“自旋能”（spin power），用来驱 动自旋电子器件。人们可通过经磁化后 的金属受热时的情况观察到这一效应。 自旋-塞贝克效应下的电子会按照自旋重 新进行排列。 of Description Description of the contents the contents 与普通电子运动不同，这种重新排 列不会产生热废物。自旋-塞贝克效应对 于研发小型、高速、更加节能的微型芯 片及自旋电子装置具有重要意义。
赛贝克效应
www.themegallery.com
提纲
1
定义 原理
2 3 4
应用
发展
www.themegallery.com
一、定义
• 塞贝克（Seeback）效应，又称作第一热电 效应，它是指由于两种不同电导体或半导体 的温度差异而引起两种物质间的电压差的热 电现象。
• 另一种定义是：在两种不同导电材料构成
的闭合回路中，当两个接点温度不同时，回 路中产生的电势使热能转变为电能的一种现 象。
www.themegallery.com
原理
由于不同的金属材料所具有的自 由电子密度不同，当两种不同的 金属导体接触时，在接触面上就 会发生电子扩散。电子的扩散速 率与两导体的电子密度有关并和 x t 接触区的温度成正比。 设导体A和B的自由电子密 度为NA和NB，且有NA＞NB， 电子扩散的结果使导体A失去电 Text 子而带正电，导体B则因获得电 子而带负电，在接触面形成电场。 Text 这个电场阻碍了电子继续扩散， 达到动态平衡时，在接触区形成 Text 一个稳定的电位差，即接触电势。
www.themegallery.com
温差电动势
温差电动势也称为赛贝克电动势 （Θab示之），定义温 差电动势率αab公 式 αab为单位温差时的温差电动势，亦称赛贝克系数 ，单位为V/K。两个不同半导体也可构成闭合线路 ，当两个接头处温度不同时，也要产生温差电动势 ，而且数值比金属导体大得多。在室温附近，半导 体的αab有几百μV/K，而金属的αab只在0.1与 10μV/K之间。因此，半导体在热能与电能的转换 上，可以有较高的效率，在温差发电方面有较广的 应用。常用温差发电半导体材料有Bi2Te3、ZnSb 、PbTe、GeTe和FeSi2等
（右图为实验图示）
www.themegallery.com
原理
在两种金属A和B组成的 回路中，如果使两个接触 点的温度不同，则在回路 中将出现电流，称为热电 流。 塞贝克效应的实质在 由于两种金属接触时本身会产生接 于两种金属接触时会产生 触电势差，若T1比T2温度高，由于 接触电势差，该电势差取 温度越高金属电子的能量越高，逸 决于金属的电子逸出功和 出的越多，所以T1处有电子像T2方 有效电子密度这两个基本 向逸出形成如图所示的电流。 T2端 因素。 不断放热，T1端不断吸热，使电子 半导体的温差电动势 不断逸出，和前面接触电势差一样 较大，可用作温差发电器。 产生一个温差电动势，进而在金属 （见右图） 中产生如图所示的电流，即热电流。
www.themegallery.com
L/O/G/O
Thank You! O(∩_∩)O~
www.themegallery.com
www.themegallery.com
应用
选用适当 的金属作 热电偶材 料来自百度文库就可 轻易测量 到从－ 180℃到＋ 2000℃的 温度，
温差 电偶
热电制冷 技术
温差 发电机
现代用半导体教 材制成的温差电 偶的串联起来， 可以组成能供应 较大电流和电压 的半导体温差发 电机，足够满足 收音机和小型电 子设备的需要， 有很大实用价值。
塞贝克 效应
用途很广泛，在生产、科学研究及日常生活中 温差电偶常被用来测量温度（如冶炼及热处理 炉的高温）、辐射强度、电流等物理量。
www.themegallery.com
发展
2008年，物理学家发现了被他们称为 “自旋-塞贝克效应”（spin Seebeck Description of Description of the contents the contents effect）的现象。自旋-赛贝克效应可产 生“自旋能”（spin power），用来驱 动自旋电子器件。人们可通过经磁化后 的金属受热时的情况观察到这一效应。 自旋-塞贝克效应下的电子会按照自旋重 新进行排列。 of Description Description of the contents the contents 与普通电子运动不同，这种重新排 列不会产生热废物。自旋-塞贝克效应对 于研发小型、高速、更加节能的微型芯 片及自旋电子装置具有重要意义。