リンゼス電気特性シリーズ
ゼーベック、ペルチェ、トムソン効果
熱電変換は一般に、物質における温度と電気の相互作用を表し、ゼーベック効果、ペルチェ効果、トムソン効果の3つの基本的な効果に基づいている。ゼーベック効果は、1821年にドイツの物理学者トーマス・J・ゼーベックによって発見され、電気的に絶縁された導体に温度勾配が加えられたときに電界が発生することを説明する。ゼーベック係数Sは、負の熱起電電圧と温度差の商として定義され、純粋に材料固有の量であり、通常はμV/Kの単位で指定される。
逆に、ペルチェ効果として知られるこの効果は、導体に外部電流を流すと温度勾配が発生する。この現象は、関係する材料の伝導帯のエネルギー準位が異なることに起因する。従って、電荷キャリアは、一方の材料から他方の材料に移行する間に熱の形でエネルギーを吸収して接点を冷却するか、あるいは熱の形でエネルギーを放出して接点を加熱する必要がある。
化石燃料がますます不足し、二酸化炭素排出量の増加による地球温暖化に関する最新の知見に鑑み、廃熱の有効利用が可能な熱電発電の分野が再び世間の関心を集めている。 その目的は、自動車や従来の発電所のような熱機関から出る廃熱を、熱電発電機（TEG）を使って利用し、その効率を高めることである。 しかし、効率的な熱電材料は、レーザーの温度が重要なコンポーネントのサーモスタット化など、ペルチェ効果を利用した冷却用途にも大きな関心を集めている。
材料の熱電変換効率は通常、無次元メリットZTを用いて比較されます。これは熱伝導率、ゼーベック係数、電気伝導率から計算されます。
この開発を正当に評価するために、簡単で非常に精密な材料特性評価装置を開発しました。 リンゼスLSR-3は-100°Cから1500°Cの温度範囲で、ゼーベック係数と電気抵抗の両方を1回の測定で測定できます。
アプリケーションとサンプルの概要
以下に、サーモエレクトロニクス用各種測定器の概要を示します。 これを参考にしてください。 測定や材料に関するご質問は、お問い合わせフォームをご利用ください。
緑：測定可能
黄色：測定可能
グレー：測定不可
MODEL | LSR-3 | LSR-4 | LZT | HCS | TFA |
|---|---|---|---|---|---|
| Info | Standard Plattform | Harman upgrade for LSR-3 | Combination of LSR-3 + LFA 1000 | additionally with Hall constant | Thin films on Linseis-chip |
| Measurements | |||||
| Seebeck coefficient | | | | | |
| Resistivity/Conductivity | | | | | |
| Hall constant/ Hall mobility / load carrier | | | | | |
| Thermal diffusivity | | | | | |
| Thermal conductivity | | *Note the hint | | | |
| Complete ZT characterization | | | | | |
| Defined Atmospheres | | | | | |
| Temperature range | -100 to +1500°C | -100 to +1500°C (Harman -100 to 300) | -100 to +1100°C | -150 to +600°C | -170 to +300°C |
| Price | $$ | $$ | $$$ | $ | $$$ |
| Samples | |||||
| Firm | | | | | |
| Thin films | | **Note the hint | **Note the hint | | |
| * Calculated thermal conductivity from the Harman method for direct ZT measurement. The Harman method is only applicable for good thermoelectric samples from -100°C to +300°C. ** Seebeck and resistivity of thin films can be measured, but the Harman method is only applicable to solids, not thin films. *** Seebeck and resistivity of thin films can be measured, but the LFA method is only applicable to solids and thicker films (> 100 µm). |
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