賽貝克效應

不同的金屬（或半導體）具有不同的塞貝克係數（所產生賽貝克效應大小不同），半導體與金屬的主因略有不同。半導體在不同的溫度下具有不同的載流子密度，當單一半導體兩端具有溫度差時，載子會擴散以消除密度的差異，因而造成電動勢。兩端的溫度相差越大，則產生的賽貝克電位差越大。而金屬的自由電子密度與費米能階幾乎不會隨溫度改變，因此金屬的賽貝克效應遠小於半導體。金屬的賽貝克效應由電子的平均自由程來決定。若平均自由程隨溫度上升，則熱端的自由電子有較高的機會向冷端移動，此時的塞貝克係數為負值。反過來說，若電子的平均自由程隨溫度上升而下降，則冷端的自由電子有較高的機會流向熱端，塞貝克係數為正值。

將兩種不同的金屬連接，並在兩接點給予溫度差，兩種金屬會分別產生各自的溫差電動勢。選用適當的二種不同金屬，利用賽貝克效應可以測量溫度；還可利用不同溫度進行特別的發電。若使用相同的金屬形成迴路，則會因為溫差造成的電動勢互相抵銷而無法觀察到賽貝克效應。

熱電效應（英語：Thermoelectric effect）是一個由溫差產生電壓的直接轉換，且反之亦然。簡單地放置一個熱電裝置，當他們的兩端有溫差時會產生一個電壓，而當一個電壓施加於其上，他也會產生一個溫差。這個效應可以用來產生電能、測量溫度，冷卻或加熱物體。因為這個加熱或製冷的方向決定於施加的電壓，熱電裝置讓溫度控制變得非常容易。

一般來說，熱電效應這個術語包含了三個分別經定義過的效應，賽貝克效應（Seebeck effect，由Thomas Johann Seebeck發現。）、帕爾帖效應（Peltier effect，由Jean-Charles Peltier發現。），與 湯姆森效應（Thomson effect，由威廉·湯姆孫發現）。在很多教科書上，熱電效應也被稱為 帕爾帖-塞貝克效應（Peltier–Seebeck effect）。它同時由法國物理學家讓·查爾斯·佩爾蒂（Jean Charles Athanase Peltier）與愛沙尼亞裔德國物理學家托馬斯·約翰·塞貝克（Thomas Johann Seebeck）分別獨立發現。還有一個術語叫焦耳加熱，也就是說當一個電壓通過一個阻抗物質上，即會產生熱，它是多少有關係的，儘管它不是一個普通的熱電效應術語（由於熱電裝置的非理想性，它通常被視為一個產生損耗的機制）。帕爾帖-塞貝克效應與湯姆孫效應是可逆的，但是焦耳加熱不可逆。

離域電子（英語：delocalized electron），也稱 遊離電子，是在分子、離子或固體金屬中不止與單一原子或單一共價鍵有關係的電子。遊離電子包含在分子軌道中，延伸到幾個相鄰的原子。一般來講，離域電子存在於共軛系統和介離子化合物中。人們漸漸地了解到，σ鍵中的電子也會遊離。例如甲烷中的成鍵電子是由五個原子共享的。更多細節詳見分子軌道理論。

在物理學中，載流子（charge carrier），或簡稱 載子（carrier），指可以自由移動的帶有電荷的物質微粒，如電子和離子。在半導體物理學中，電子流失導致共價鍵上留下的空位（空穴）被視為載流子。

在電解質溶液中，載流子是已溶解的陽離子和陰離子。類似地，遊離液體中的陽離子和陰離子在液體和熔融態固體電解質中也是載流子。霍爾－埃魯法就是一個熔融電解的例子。

在等離子體，如電弧中，電離氣體和汽化的電極材料中的電子和陽離子是載流子。電極汽化在真空中也可以發生，但技術上電弧在真空中不能發生，而是發生在低壓電氣中；在真空中，如真空電弧或真空管中，自由電子是載流子；在金屬中，金屬晶格中形成費米氣體的電子是載流子。