光热电效应是近年来涌现的一种新型的光电探测机制，具有可零偏压工作、宽谱响应、不受带隙限制的优点，在红外和太赫兹波段具有广阔的应用前景。随着纳米材料中热载流子的高效利用以及对室温长波探测需求的增加，光热电效应研究近年来发展迅速，涌现出一系列新材料和新型器件设计方法。在近年来已发表的光热电效应综述文章的基础上，本文重点对光热电效应的机理、仿真、材料相关参数测量方法、器件设计，以及探测性能近三年的进展进行了梳理和总结，希望能给相关领域的研究人员提供有益参考。

制备了单壁碳纳米管薄膜光电器件, 在偏压和激光器照射条件下可产生净光电流。分别研究了偏置电压、激光功率、照射位置对净光电流的影响。实验表明, 激光照射薄膜中点, 净光电流随着偏压的增大而增大, 随激光功率的增大而趋于饱和, 偏压为0.2 V, 激光功率为22.7 mW时, 净光电流达到0.24 μA;无偏压, 激光照射薄膜不同位置时, 净光电流值关于器件中心对称分布, 照射两端点输出最大光电流, 照射中点输出趋于“0”。经分析, 在偏压和激光照射薄膜中心位置的条件下, 器件因内光电效应可产生净光电流;在无偏压和激光照射的条件下, 因光热电效应可产生净光电流, 并建立了温度模型, 根据单壁碳纳米管的热电势特性推导出了净光电流与光照位置的关系, 其符合实验结果;内光电和光热电效应是光电流产生、变化的原因, 在偏压和激光照射的一般条件下, 净光电流应是两种效应的叠加结果。器件所具有的光电特性使其在光伏器件、光传感器有应用的潜力。

基于无偏压光伏光折变晶体, 理论研究了热电效应和光伏效应共同作用下的稳态空间孤子对.从非相干耦合波方程出发，推导了热电光伏孤子对的数值解；采用有限差分方法，数值模拟了各类孤子对的强度包络.结果表明：在自散焦光伏光折变晶体中，当正的热电场远大于光伏场时，亮-亮孤子对可以存在；当暗-暗或者灰-灰孤子对存在时，负的热电场可以增强自散焦效应，进而减小孤子的半峰全宽.各类孤子对的半峰全宽可以通过改变热电场的大小而加以操控.此外，非相干耦合热电光伏孤子对可以在一定条件下分别退化成热电孤子对或者光伏孤子对.借助晶体的热电效应，可以使光折变晶体LiNbO3从自散焦转变成自聚焦，从而灵活控制晶体中孤子对的特性.

基于CO2 在4.26 μm处的特征吸收,采用抽取式密闭小型怀特池以及热电传感器, 设计了一种微型CO2 气体检测系统,并进行了实际测量,反演了CO2 浓度,相关性达到0.99973, 最低检测CO2 浓度为1 ppm。此系统结构简单,运行稳定,避免了光学轮盘调制方式的复杂结构, 减小了开放式结构对探测器带来的不稳定影响。

针对斜入射脉冲X射线与金属的几种可能相互作用机制, 设计了实验布局, 测量了斜入射X射线在金属靶上产生的脉冲电流, 建立了相应的理论模型。结果显示, 当X射线入射强度低于105 W/cm2时, 以光电效应为主,高于此值时, 以热电效应为主导。这表明, X射线加载强度较弱时, 电子表现出个体行为,而增大X射线入射强度, 电子表现出弱关联集体行为。由此可以预测, 超强X射线辐照下, 金属表面将出现宏观尺度的电荷密度调制, 在退激发过程中, 这种调制状态可能以较高的效率辐射定向的微波电磁脉冲。

以“阳”加速器(1 MA,80 ns)驱动的Z箍缩等离子体为X射线源研究X射线加载下金属表面出现的电荷分离现象,Z箍缩负载为16根直径5 μm的钨丝组成的丝阵,丝阵半径3 mm。强度107 W/cm2、半高宽30 ns的软X射线脉冲通过直径5 mm的限光孔辐照半径30 mm、厚3 mm的铜盘中心,在金属表面产生了脉宽相近,幅值kV的电势。测量了该电势沿金属表面的分布,观测到微弱的调制现象。电势的极性表明电子主要沿金属表面运动而不是垂直表面运动,这表明热电效应是造成电荷分离的主要机制。入射X射线强度较弱时,电子的个体行为--光电效应、康普顿效应占主导;当入射强度较大时,弱关联的集体行为--热效应占主导;进一步增大入射X射线强度将出现强关联的集体行为--电荷密度调制状态。