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LSR-1

Coefficient Seebeck & Résistivité

Description LSR-1

Sur le point

En utilisant la plateforme LSR de Linseis, les matériaux thermoélectriques sous forme de matériaux en vrac et de films minces peuvent être caractérisés d’une manière facile et confortable. Dans la version de base – LSR-1, le coefficient Seebeck et la résistance électrique peuvent être mesurés de manière entièrement automatique et simultanée de -160°C à 200°C.

La version de base du LSR-1 (RT jusqu’à 200°C) peut être combinée avec diverses options pour étendre la gamme d’applications. Par exemple, l‘option basse température permet des mesures entièrement automatiques avec un refroidissement au LN2 jusqu’à -160°C ainsi qu’un refroidissement par trempe jusqu’à 80 K (résistivité uniquement). Un étage de sonde haute température en option permet de mesurer la résistivité jusqu’à 600°C. Avec l’option d’illumination, il est possible d’effectuer des mesures thermoélectriques sous une influence définie de la lumière, en utilisant une source lumineuse LED à 3 longueurs d’onde sur le LSR-1.

Le système LSR-1 permet la caractérisation d’échantillons métalliques et semi-conducteurs selon la technique bien connue de Van-der-Pauw (résistivité) ainsi que la technique de mesure statique du coefficient Seebeck en courant continu et en pente.

L’installation de bureau compacte permet un fonctionnement entièrement automatique et contrôlé par logiciel. Le logiciel complet basé sur Windows fournit une interface utilisateur facile à utiliser, y compris des assistants pour la configuration d’un profil de mesure, des retours d’information pour la fiabilité des données de mesure et une évaluation et un stockage intégrés des données de mesure. La chambre de mesure étanche au vide en combinaison avec une sélection de systèmes de dosage de gaz garantit que tous les champs d’application peuvent être couverts.

Principe de la mesure du coefficient Seebeck

  • La température de l’échantillon ainsi que le gradient de température sont contrôlés par un chauffeur intégré dans le porte échantillon.
  • The environmental temperature can be cooled down to about -160°C. That makes Seebeck coefficient measurement possible up to 180°C mean sample temperature. Resistivity can be measure down to -160°C.
  • Mesure de température de précision améliorée : Les fils TC uniques touchent la surface de l’échantillon orthogonalement à la direction du gradient de température. Les deux points de contact partagent la même température. En utilisant cette méthode, la température de la surface de l’échantillon est mesurée au lieu de la température d’une perle TC pressée sur la surface de l’échantillon. De cette façon, il n’est pas pertinent de savoir si la température de la surface de l’échantillon est affectée par les fils TC qui transfèrent la chaleur de/vers l’échantillon.
  • Mesure de la thermovoltage de précision améliorée:La tension Seebeck est mesurée entre les deux fils négatifs du TC, ce qui permet la répartition spatiale la plus précise entre la température et la mesure de la thermovoltage. Ainsi, la tension Seebeck se produit exactement aux mêmes endroits où la température est mesurée.
  • La tension de Seebeck est enregistrée avec le gradient de température tandis que la puissance de l’élément chauffant du gradient est augmentée de façon linéaire. La durée d’un seul balayage de mesure est d’environ 30 à 90s, y compris la vitesse d’échantillonnage élevée. Les valeurs sont échantillonnées une fois par seconde.
  • TLa pente de la thermotension par rapport à Delta T est ajustée par une régression polynomiale linéaire. Grâce à cette méthode d’évaluation dynamique, les dérives qui se produisent lors de la mesure du gradient de température peuvent être neutralisées et la précision de la mesure est accrue. En raison de la courte durée de la mesure réelle, les dérives d’offset ont un impact très faible sur le résultat.
Principe de la mesure de la résistivité

Pour déterminer la résistance électrique spécifique (ou la conductivité électrique) de l’échantillon, on utilise la technique de mesure Van der Pauw. Il est ainsi possible d’analyser des échantillons de forme arbitraire et de supprimer les influences parasites telles que les résistances de contact ou de fil, ce qui permet d’augmenter considérablement la précision de la mesure.

Pour la mesure Van der Pauw, l’échantillon doit être connecté à quatre électrodes directement sur le bord. Dans la première étape du routage, on fait circuler un courant le long de deux contacts sur un bord de l’échantillon et on mesure la tension aux bornes des deux autres contacts sur le bord opposé. A partir de ces deux valeurs, une résistance peut être trouvée en utilisant la loi d’Ohm. Dans la deuxième étape, les contacts sont commutés de façon cyclique et la mesure est répétée. La résistance de la feuille de l’échantillon peut alors être facilement calculée en insérant les deux résistances mesurées (horizontale et verticale) dans la formule de Van der Pauw et en la résolvant.

Sur la base des données mesurées et de la distance “t” du thermocouple, la résistance spécifique et la conductivité électrique peuvent être calculées selon les formules suivantes:

 

 

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Spécifications

Tous les faits sur votre main

  • Conception modulaire du système. Peut être mis à niveau avec un système de dosage de gaz, un éclairage et une option Cryo.
  • Vacuum chambre de mesure étanche pour les mesures dans des atmosphères définies.
  • Porte-échantillons faciles à utiliser et interchangeables, avec chauffage primaire et secondaire intégré.
  • L’électronique de mesure intégrée de pointe fournit les résultats les plus précis pour les échantillons difficiles.
  • L’appareil peut être utilisé pour la mesure simultanée des deux paramètres suivants Seebeck Coefficient et résistance électrique (résistivité).
  • Le porte-échantillon utilise un mécanisme de contact spécial qui facilite la préparation de l’échantillon et permet des mesures d’une grande reproductibilité.
  • Une mesure du tracé V-I peut être effectuée pour juger si le capteur est en bon contact avec l’échantillon.
  • Le système permet des mesures entièrement automatiques, contrôlées par logiciel, avec des profils de température et de mesure prédéfinis.
  •                                                                                        
  • Les données brutes mesurées sont stockées sur le disque et peuvent être exportées dans plusieurs formats de données pour un post-traitement dans Microsoft Excel ou Origin.
  •                                                                          
  • Le système est livré avec Constantan Reference incl. tables et certificat.
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Model LSR-1
Plage de température :  RT jusqu’à 200°C
-160°C à +200°C
Principes de mesure : Plage de mesure du coefficient de Seebeck : 0 à 2,5 mV/K – Gradient de température jusqu’à 10K
Mesure de la tension Seebeck : plage +-8 mV
Atmosphères : inerte, rouge, oxydant, vide, gaz hélium basse pression ou N2
Porte-échantillon : Carte PCB intégrée avec chauffage primaire et secondaire
Taille de l’échantillon (Seebeck) : L : 8 à 25 mm, l : 2 à 25 mm, T : film fin à 2 mm
Taille de l’échantillon (Résistivité) : De 17,5 x 17,5 mm à 25 x 25 mm, hauteur maximale de l’échantillon 5 mm T : film mince jusqu’à 2 mm
Pompe à vide : en option
Taux de chauffage : 0.01 – 100 K/min
Précision de la température : ±1,5 °C oder 0,0040 ∙ | t |
Résistivité électrique : 10 nOhm
Thermovoltage : 0.5 nV/K (nV = 10-9 V)
Porte-échantillon LSR-1

Porte-échantillon LSR-1

Logiciel

Rendre les valeurs visibles et comparables

Le puissant logiciel d’analyse thermique LINSEIS, basé sur Microsoft® Windows®, remplit la fonction la plus importante dans la préparation, l’exécution et l’évaluation des expériences thermoanalytiques, en plus du matériel utilisé. Avec ce logiciel, Linseis offre une solution complète pour la programmation de tous les paramètres et fonctions de contrôle spécifiques aux appareils, ainsi que pour le stockage et l’évaluation des données. Ce progiciel a été développé par nos spécialistes internes en logiciels et nos experts en applications et a fait ses preuves depuis des années.

Propriétés générales

  • Évaluation automatique du coefficient Seebeck et de la conductivité électrique
  • Contrôle automatique de la mise en contact des échantillons
  • Création de programmes de mesure automatiques
  • Création de profils de température et de gradients de température pour la mesure Seebeck
  • Rendu des couleurs en temps réel
  • Mise à l’échelle automatique et manuelle
  • Représentation des axes librement sélectionnable (par exemple, la température (axe x) par rapport au delta L (axe y)).
  • Calculs mathématiques (par exemple, dérivée première et dérivée seconde)
  • Base de données pour l’archivage de toutes les mesures et évaluations
  • Multitâche (différents programmes peuvent être utilisés en même temps)
  • Option multi-utilisateurs (comptes d’utilisateurs)
  • Options de zoom pour les coupes en courbe
  • Un nombre illimité de courbes peuvent être chargées les unes sur les autres à des fins de comparaison.
  • Menu d’aide en ligne
  • Étiquetage libre des courbes
  • Fonctions d’exportation simplifiées (CTRL C)
  • Exportation des données de mesure sous EXCEL® et ASCII
  • Évaluation de la tendance statistique (courbe des valeurs moyennes avec intervalle de confiance)
  • Expression tabulaire des données

Applications

Exemple d’application : Evaluation des données acquises par régression linéaire

Gradient de tension/température Seebeck (bleu) mesuré pendant le balayage de la puissance du chauffage à gradient, ainsi que la régression linéaire (rouge).

Application example: LSR 1 Evaluating acquired data through linear regression

Le coefficient Seebeck est déterminé par la pente de la régression linéaire.

Exemple d’application : Évaluation des données

App. Nr. 002-009-007 LSR-1 - Alumel - Absolute Seebeck coefficient

Par cette méthode, le coefficient Seebeck est mesuré par rapport à l’Alumel. Afin de calculer le coefficient Seebeck absolu, le platine est mesuré par rapport au fil d’Alumel en fonction de la température.

>> Application

 

Exemple d’application : Coefficient Seebeck en fonction de la température

Mesure du coefficient Seebeck exemple de constantan.

>> Application

 

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Téléchargements

Tout en un coup d’œil

Brochure LSR-1

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Thermal Electric Materials (PDF)

LSR, LZT, LFA, TF-LFA, TFA, Effet Hall
Brochure du produit (PDF)

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