熱電堆

塞貝克效應為：由兩種不同材料（導體或半導體材料）A、B組成閉合迴路，在兩個結點處於不同的温度T_h和T_C時，載流子沿着温度梯度移動，則在該回路中產生熱電動勢,該現象稱為塞貝克效應或熱電效應。多對熱電偶串聯則形成“堆”。

塞貝克係數是熱電材料獨有的，是度量材料上的温差引起熱電電壓大小的量，塞貝克係數差值的提高可以提高探測器的電壓輸出及響應率；除此之外，熱導率是指材料的導熱能力，導熱能力越好，温差越不明顯，因此材料熱導率越低，温差得到提升進而提高響應率。根據威德曼-弗朗茲定律，材料的熱導率和電阻率之間存在一定關係，因此通常將熱導率和電阻率進行相乘，得到的乘積稱為熱電優值來判斷材料的熱電轉換效率。

通過MEMS技術實現的MEMS熱電堆紅外探測器是由吸收區、熱偶對、支撐膜、電極、金屬連接線、硅基底組成的，如圖2所示。其中靠近吸收區的熱偶端為熱端、遠離吸收區的一端為冷端。懸浮介質膜支撐上方的熱電偶區和紅外吸收膜。熱端與紅外吸收區連接，冷端位於單晶硅基底上。單晶硅基底與環境温度一致，當有紅外輻射時冷熱兩端產生温差，進而產生電壓輸出。

MEMS熱電堆的優勢在於低成本、小型化、低功耗、高靈敏度以及製造與CMOS工藝相兼容。上述這些特點使MEMS熱電堆得到廣泛應用，例如額温槍和温度測量儀等。得益於成本效益高的大規模生產和高度的集成性，MEMS熱電堆還可以與其他電子組件和系統進行集成，進一步擴展了其在醫療、環境監測、工業控制和消費電子產品的應用範圍。例如，疫情期間上市的榮耀Play Pro4中就加入了熱電堆傳感器，可以在不同場景下準確測温，不僅可以實時測量體温，還可以測量各種物體的温度。 ^[1-2]