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NTIS 바로가기전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.33 no.2, 2020년, pp.141 - 146
배상현 (한국기술교육대학교 에너지신소재화학공학부) , 최순목 (한국기술교육대학교 에너지신소재화학공학부)
Thermoelectric Bi2Te3 thin films were synthesized by a co-sputtering method at 300℃. A Fe dopant was considered to enhance the thermoelectric properties of the system. The Seebeck coefficient of the Fe-doped films increased whereas the electrical conductivity decreased. As a result, the power...
핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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상업적 양산을 위해서는 기계적 특성이 우수한 다결정이 유리하다. 이때 다결정 소재의 성능을 향상시킬 수 있는 방법은? | 상업적 양산을 위해서는 열전 성능은 상대적으로 나쁘더라도 단결정에 비해 기계적 특성이 우수한 다결정이 유리하다[9-11]. 다결정 소재의 성능을 향상시키기 위해서 첨가 원소를 사용하는 전략과 더불어 최근에는 하이에너지볼 밀과 핫 프레스 방법을 이용하여 나노구조화하는 방법을 이용하여 성능을 향상시킨다 [12,13]. 또한 반도체 산업의 발달로 인해 소형 전기장치에서의 발열 문제와 그 냉각 장치에 대한 관심이 늘어나며 소형 전기장치의 저용량 열전 냉각 장치 등을 목적으로 상온에서 사용 가능한 소재인 Sb2Te3 소재와 Bi2Te3 소재의 박막 연구가 서브 마이크론 수준에서 수 마이크론 수준까지 진행되어 왔다. | |
열전 성능 지수 figure-of-merit(ZT)란? | 열전소재의 성능을 나타내기 위한 지표로서 열전 성능지수를 사용한다. 열전 성능 지수 figure-of-merit(ZT)는 다음과 같이 식 (1)로 표현할 수 있다. | |
Bi2Te3계 소재의 단점은? | 폐열 발전과 자동차용 공조기 등 넓은 활용 범위를 가지는 열전소자가 지속적으로 연구되어 왔으며 열전소재로서는 BiSb와 같은 저온용 [1,2], SiGe와 같은 고온용 [3,4] 그리고 상온에서 주로 사용되는 p-type Bi2-xSbxTe3계 소재나 n-type의 Bi2Te3-xSnx계 소재 등이 연구되어 왔다 [5]. Bi2Te3계 소재는 상온에서 최고성능의 소재로서, 1960년대부터 연구되어 왔으나 [6-8],Bi2Te3 단결정은 구조적으로 반 데르 발스 결합을 갖기 때문에, 기계적 강도가 매우 약하다 [6]. 상업적 양산을 위해서는 열전 성능은 상대적으로 나쁘더라도 단결정에 비해 기계적 특성이 우수한 다결정이 유리하다[9-11]. |
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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