溫度對納米測量的影響是什么？

熱電壓或者EMF是低電壓測量[1]中最常見的誤差源。如圖5所示，當(dāng)電路的不同部分處于不同的溫度時，以及由不同材料構(gòu)成的導(dǎo)體連接到一起時，就會產(chǎn)生這些電壓。表中列出了各種材料相對于銅的See beck[2]系數(shù)。



圖5：當(dāng)電路的不同部分處于不同溫度以及由不同的材料制成的導(dǎo)體連接到一起時，就會產(chǎn)生熱電電壓。

電路中的所有導(dǎo)體都用同種金屬制作，就可以最大限度減少熱電EMF[3]的產(chǎn)生。例如，用卷邊銅套管或者接線片與銅線構(gòu)成的連接，形成了冷焊的銅－銅結(jié)，其產(chǎn)生的熱電EMF極小。此外，連接點必須保持清潔而且避免氧化物的存在。例如，清潔的Cu-Cu連接的Seebeck系數(shù)為±0.2mV/°C，而Cu-CuO的連接的這一系數(shù)高達(dá)1mV/°C。

Paired Material	Seebeck Coefficient, QAB, microvolts/°C
Cu-Cu	<0.2
Cu-Au	0.3
Cu-Pb/Sn	1–3
Cu-Si	400
Cu-CuO	1000

盡可能降低電路中的溫度梯度也可以減少熱電EMF。減少這一梯度的技術(shù)是將所有的連接點間的距離盡可能縮短，并實現(xiàn)與公共的、大尺寸的散熱器間良好的熱耦合[4]。必須使用較高電導(dǎo)率的電絕緣材料，但由于大多數(shù)電絕緣體的導(dǎo)熱性不好，故必須采用特制的絕緣體，如硬質(zhì)陽極化鋁、氧化鈹、特別填充的環(huán)氧樹脂、藍(lán)寶石或者金剛石，來實現(xiàn)各連接點到散熱器[5]的連接。另外，讓測試設(shè)備完成暖機過程，并在恒定的環(huán)境溫度下達(dá)到熱平衡，也可以最大限度減少熱電EMF效應(yīng)。有些儀器甚至提供了各種內(nèi)置的測量模式，這些模式可以改變測試信號的極性以抵消熱EMF。