原理|什麼是熱釋電效應

熱釋電效應是指極化強度隨温度改變而表現出的電荷釋放現象，宏觀上是温度的改變使在材料的兩端出現電壓或產生電流。熱釋電效應與壓電效應類似，熱釋電效應也是晶體的一種自然物理效應。

對於具有自發式極化的晶體，當晶體受熱或冷卻後，由於温度的變化（△T）而導致自發式極化強度變化（△Ps），從而在晶體某一定方向產生表面極化電荷的現象稱為熱釋電效應。

什麼是熱釋電效應，原理

熱釋電效應最早在電氣石晶體（Na，Ca）（Mg，Fe）3B3Al6Si6（O，H，F）3中發現，該晶體屬三方晶系，具有唯一的三重旋轉軸。與壓電晶體一樣，晶體存在熱釋電效應的前提是具有自發式極化，即在某個方向上存在着固有電矩。但壓電晶體不一定具有熱釋電效應，而熱釋電晶體則一定存在壓電效應。熱釋電晶體可以分為兩大類。一類具有自發式極化，但自發式極化並不會受外電場作用而轉向。另一種具有可為外電場轉向的自發式極化晶體，即為鐵電體。由於這類晶體在經過預電極化處理後具有宏觀剩餘極化，且其剩餘極化隨温度而變化，從而能釋放表面電荷，呈現熱釋電效應。

通常，晶體自發極化所產生的束縛電荷被空氣中附集在晶體外表面的自由電子所中和，其自發極化電矩不能顯示出來。當温度變化時，晶體結構中的正、負電荷重心產生相對位移，晶體自發極化值就會發生變化，在晶體表面就會產生電荷耗盡。

能產生熱釋電效應的晶體稱為熱釋電體，又稱為熱電元件。熱電元件常用的材料有單晶(LiTaO3等)、壓電陶瓷(PZT等)及高分子薄膜(PVF2等)。

如果在熱電元件兩端並聯上電阻，當元件受熱時，則電阻上就有電流流過，在電阻兩端也能得到電壓信號。