$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

[국내논문] Chalcogenide계 열전재료 원문보기

전기전자재료 = Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers, v.24 no.7, 2011년, pp.10 - 17  

김일호 (충주대학교 신소재공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

현재 개발 중인 Chalcogenide계 열전재료 중에서, 이방성 재료인 Thallium chalcogenide, Alkalimetal bismuth chalcogenide, Bismuth telluride와 등방성 재료인 Lead telluride, Silver antimony telluride, TAGS, LAST 및 SALT를 소개하였고, 이 재료들에 대한 연구 동향을 살펴보았다. Chalcogenide는 S, Se, Te 및 다른 원소와의 다양한 조합에 의해, 넓은 온도범위에서 열전재료로 응용하기 위한 밴드갭 에너지의 조절이 가능하다. 또한 합성공정에 따른 상변태, 석출 등 구조변화에 따른 열전특성의 변화를 기대할 수 있어 열전재료 개발 초기부터 활발한 연구가 진행되어 왔다. 과거의 전통적인 Chalcogenide계 열전재료뿐만 아니라, Chalcogenide계 열전 신소재에 대해서도 살펴보았다. Chalcogenide는 전자적, 광학적, 열적 성질 등 특성이 독특하고 변화가 무궁무진하여 아주 매력적이기 때문에, 앞으로도 계속 열전재료로서 각광받는 물질군으로 판단된다. 그림 11에 현재까지 ZT의 최댓값이 1이 넘는다고 보고된 열전재료의 성능지수를 요약하였다.

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 참고로, 열전특성은 사용온도에서의 Seebeck 계수, 전기전도도 및 열전도도로 대표되는 열전 성능지수 (Thermoelectric figure of merit, ZT)로 평가되며, Seebeck 계수의 제곱과 전기전도도를 곱한 것을 출력인자 (Power factor)라 하고, 열전도도는 캐리어에 의한 전자 열전도도와 포논에 의한 격자 열전도도의 합이다. 본 논문에서는 Chalcogenide계 열전재료에 대해 간략히 소개하고 , 현재 개발 중인 Chalcogenide계 열전재료의 연구동향에 관하여 살펴보고자 한다.
  • 한편 PbTe계는 중온영역에서 열전발전 재료로서 적당하고, TAGS (Te-Sb-Ge-Ag)계는 PbTe 계보다 열전특성이 우수하지만, 상대적으로 휘발성이 높고, 고가이며, 저온에서의 상변화로 응용에 제한이 있다. 여기서는 과거의 전통적인 Chalcogenide계 열전재료뿐만 아니라, 새롭게 개발되고 있는 Chalcogenide계 열전재료에 대해서도 소개하고자 한다.
  • Bi2Te3계에 대한 연구는 매우 방대해서 여기서 요약하는데 한계가 있기 때문에, Bi2Te3계에 대한 최근의 개발현황에 대해서만 소재하고자 한다. Bi2Te3는 0.
  • 현재 개발 중인 Chalcogenide계 열전재료 중에서, 이방성 재료인 Thallium chalcogenide, Alkalimetal bismuth chalcogenide, Bismuth telluride와 등방성 재료인 Lead telluride, Silver antimony telluride, TAGS, LAST 및 SALT를 소개하였고, 이 재료들에 대한 연구동향을 살펴보았다. Chalcogenide는 S, Se, Te 및 다른 원소와의 다양한 조합에 의해, 넓은 온도범위에서 열전재료로 응용 하기 위한 밴드갭 에너지의 조절이 가능하다.
  • 또한 합성공정에 따른 상변태, 석출 등 구조변화에 따른 열전특성의 변화를 기대할 수 있어 열전재료 개발 초기부터 활발한 연구가 진행되어 왔다. 과거의 전통적인 Chalcogenide계 열전재료뿐만 아니라, Chalcogenide계 열전 신소재에 대해서도 살펴보았다. Chalcogenide는 전자적, 광학적, 열적 성질 등 특성이 독특하고 변화가 무궁무진하여 아주 매력적이기 때문에, 앞으로도 계속 열전재료로서 각광받는 물질군으로 판단된다.
  • 높은 성능지수를 보이는 새로운 재료를 찾는 것도 중요한 연구이지만, 이미 발견된 재료에 대해 나노 구조화된 다상 (Multiphase)계를 도입함으로써 새로운 연구방향을 제시하고 있다. 기본 개념은 나노구조화에 의해 출력인자의 증가보다는 격자 열전도도의 감소를 유도하여 성능지수를 향상시키는 것이다. 재료과학, 물리학, 화학 등의 기초 이론과 새로운 합성공정의 기술개발을 통해 벌크 열전재료의 성능지수가 2를 넘는 신소재의 개발이 기대된다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
열전재료란 무엇인가? 열전재료 (Thermoelectric material, 熱電材料)는 전기를 통하면, 그 양단에 Peltier 효과에 의해 온도 차를 발생하거나, 역으로 그 양단에 온도 차이를 부여하면 Seebeck 효과에 의해 전기를 발생하는 재료를 말한다. 열전재료는 냉매를 사용하지 않는 전자 냉각기나, 열을 직접 전기로 변환하는 열전발전에 사용되며 이러한 기술을 열전변환 기술이라 한다.
열전변환 기술이란 무엇인가? 열전재료 (Thermoelectric material, 熱電材料)는 전기를 통하면, 그 양단에 Peltier 효과에 의해 온도 차를 발생하거나, 역으로 그 양단에 온도 차이를 부여하면 Seebeck 효과에 의해 전기를 발생하는 재료를 말한다. 열전재료는 냉매를 사용하지 않는 전자 냉각기나, 열을 직접 전기로 변환하는 열전발전에 사용되며 이러한 기술을 열전변환 기술이라 한다. 열전변환 기술은 최근 새로운 열전재료의 출현과 그 제조기술의 발전으로 성능이 빠르게 향상되었다.
Ⅲ-Ⅴ, Ⅳ-Ⅵ, Ⅴ-Ⅵ 족의 화합물 반도체 재료 중 실용화되고 있는 재료는 무엇이 있는가? 1930년대 후반부터 Ioffe 등에 의해 Ⅲ-Ⅴ, Ⅳ-Ⅵ, Ⅴ-Ⅵ 족의 화합물 반도체 재료가 연구되었으며, 그 결과 100 ㎶/K 이상의 Seebeck 계수를 갖는 물질이 개발되어 5% 이상의 효율을 갖는 열전소자를 만들 수 있었다. 현재 실용화되고 있는 재료로는 Bi2Te3계, PbTe계 및 SiGe계와 같이 Chalcogenide계와 Silicide 계가 주종을 이루고 있다. 최근 고체물리학과 재료 과학의 발달과 더불어 우수한 열전특성을 갖는 신물질 개발에 박차를 가한 결과, Skutterudite, Clathrate, Half-Heusler 등의 결정구조를 갖는 물질이 열전특성 향상에 획기적으로 기여할 수 있다는 가능성이 제시되어, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로