초록

ㆍ단일 나노선의 열전 소자 제작 및 특성 평가 기술 개발
ㆍ초고효율 열전 소자 제작을 위한 미세 구조 제어 나노선 성장법 개발

Abstract ▼

Ⅳ. Result
- The Seebeck coefficient of Bi2.1Te2.9 nanowire with the diameter of 30nm was –50.1μV/K at 300K, and exhibited typical temperature dependence.
- The Seebeck coefficient of Bi1.96Te3.04 nanowire with the diameter of 71.1nm was –33.7μV/K and the resistance was 10825.7Ω at 300K, and ap

Ⅳ. Result
- The Seebeck coefficient of Bi2.1Te2.9 nanowire with the diameter of 30nm was –50.1μV/K at 300K, and exhibited typical temperature dependence.
- The Seebeck coefficient of Bi1.96Te3.04 nanowire with the diameter of 71.1nm was –33.7μV/K and the resistance was 10825.7Ω at 300K, and appears to show the phonon drag phenomenon according to temperature.
- The Seebeck coefficient of Bi2.21Te2.79 nanowire with the diameter of 69.5nm was –29.9μV/K and the resistance was 45111.2Ω at 300K, and appears to show the phonon drag phenomenon according to temperature.
- The diameter of each nanowire was obtained by SEM analysis, and the electrical conductivity was calculated by the diameter and length. Through such analysis, it was confirmed that the power factor changed according to the composition of the nanowire, which is thought to have resulted from the carrier concentration change due to doping.
- The article on the research related to the nanowire growth was published in Electrochimica Acta 69 30-37 (2012), which is one of the top 10 % SCI　journals in the field of electrochemistry. The article on the research related to the measurement and analysis of the thermoelectric properties of the grown nanowires is in progress to be published in Nanotechnology, which is one of the top 10% SCI journals in the field of Nanoscience&nanotechnology.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 9
• 목 차 ... 11
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 13
• 1절 연구개발의 필요성 ... 13
• 1. 연구개발대상 기술의 경제적ㆍ산업적 중요성 및 연구개발의 필요성 ... 13
• 가. 열전 변환 현상 ... 13
• 나. 열전 소자의 장점 ... 13
• 다. 열전연구의 필요성 ... 13
• 라. 열전 성능 지수 및 벌크 열전 재료의 한계 ... 15
• 마. 나노열전재료의 도입 ... 15
• 바. 1차원 구조 나노열전재료의 필요성 ... 16
• 사. 본 연구의 물리적ㆍ공학적 의의 ... 16
• 아. 국제 공동연구의 필요성 ... 17
• 2절 연구개발의 목적 ... 19
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 20
• 1절 세계적 수준 ... 20
• 2절 국내 수준 ... 20
• 3절 국내외 연구현황 ... 20
• 4절 나노재료를 이용한 해외 열전 재료 연구 동향 ... 21
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• 1절 연구범위 및 연구수행 내용 및 결과 ... 22
• 1. Electrodeposition법을 이용한 Bi2Te3나노선 성장법 개발 ... 22
• 가. Polymer membrane기반 porous membrane 제작 기술 개발 ... 22
• 나. Electrochemical deposition(ECD)법을 이용한 나노선의 성장법 연구 ... 23
• 2. 단일 나노선 기반의 Power factor 측정 소자 설계 및 개발에 관한 연구 ... 26
• 가. 단일 나노선 기반의 Thermo Electric Power(TEP) 열전 소자 제작법 확립 및 최적화 ... 26
• 나. 제백상수(Seebeck Coefficient) 소자의 측정원리 ... 29
• 다. 4단자법을 이용한 전기전도도 측정원리 ... 30
• 3. Bi2Te3 단일 나노선 Power factor 측정 및 분석 ... 31
• 가. 샘플 BiTe_30-100mV 측정결과 ... 31
• 나. 샘플 BiTe_60-75mV 측정결과 ... 32
• 다. 샘플 BiTe_60-100mV 측정결과 ... 33
• 라. BiTe 나노선 측정 결과 종합 ... 35
• 제4장 연구개발목표의 달성도 ... 36
• 1절 연구개발목표의 달성도 ... 36
• 2절 연구성과 ... 37
• 1. 논문게재 성과 ... 37
• 2. 국제화/협력 성과 ... 37
• 가. 인적교류 성과 ... 37
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 39
• 1절 추가연구의 필요성 ... 39
• 1. 연구결과의 활용방안 ... 39
• 가. 녹색 성장 기술 ... 39
• 나. 미래 신개념 에너지 ... 39
• 다. 산업 응용 기술 ... 39
• 라. 열전 분야 지적 재산권 확보 ... 39
• 마. 국제 공동연구의 활로 개방 ... 39
• 2. 기대성과 ... 39
• 가. 학문적, 인력양성 측면 ... 39
• 나. 기술적, 경제ㆍ산업적 측면 ... 40
• 2절 향 후 연구 추진 내용 및 타 연구에의 응용 ... 40
• 1. Micro-peltier 열전모듈 개발을 위한 설계계획 ... 40
• 가. 나노선 기반 열전 모듈의 장점 및 필요성 ... 40
• 나. 나노선 기반 열전 모듈 설계 ... 41
• 3절 지속적인 국제교류 계획 ... 42
• 1. University of Lorraine와의 지속적 공동연구 ... 42
• 가. BixTe1-x 조성에 따른 열전 성능 지수의 규명 ... 42
• 나. 저직경 나노선의 물리적 현상 규명 ... 42
• 다. Micro-peltier 소자 원천기술 확립 ... 42
• 2. University of Bordeaux 1과의 공동연구 추진 ... 42
• 가. Stefan Dilhaire 연구팀과의 공동연구 추진 ... 42
• 제6장 참고문헌 ... 44
• 끝페이지 ... 46