热电性解释
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发布时间：2024-09-06 17:04
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时间：2024-12-14 01:12
晶体的电极化强度与温度变化之间存在一种特性，即在不具有中心对称性的晶体中，随温度上升，其表面可能会释放部分吸附的电荷。这种现象仅在10种具有独特极轴的晶体中观察到，其离子在极轴方向的配置不均等，导致宏观上呈现出非零的固有极化强度P。通常，晶体表面的电矩会吸附异性电荷以抵消电场，因此，固有极化并不明显。但当温度变化时，P的改变会释放出这部分吸附电荷，这一现象被称为热电效应，也在中国被称为热释电效应。这类具有热电性质的晶体被称为热电体。
热电效应的大小受机械约束的影响。在无法变形的晶体中，我们称之为一级效应或主效应。而在自由晶体中，除了主效应外，热膨胀引发的压电效应也会改变表面电荷，这是次级热电效应。当晶体温度、应力或应变不均匀时，会引发*热电效应，也称作假热电效应。通过已知的弹性常数、压电系数和膨胀系数随温度变化的关系，可以计算一级和次级效应对热电系数的贡献。例如，Li2SO4·H2O的总热电系数为86.3×10-6C/(m2·K)，一级效应贡献60.2×10-6C/(m2·K)，次级效应贡献26.1×10-6C/(m2·K)。
典型的热电晶体的p值在10-5的数量级。为了在恒定温度下产生相当于1°C温度变化所引起的ΔP值，需要施加约70kV/m的外电场。铁电体的热电效应远大于非铁电体，如电气石和CdS，且p值与温度密切相关，尤其是在接近居里点时，其热电系数显著增加。
热电体在红外探测器、热电激光量热计、夜视仪以及各种光谱仪接收器等领域具有重要和广泛的应用。尽管它们不需要低温冷却，但目前的灵敏度相比半导体器件略低一些。
