화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2005년 봄 (05/26 ~ 05/27, 무주리조트)
권호 11권 1호
발표분야 에너지환경재료
제목 일방향응고한 Zn4Sb3 열전반도체의 열전특성
초록 Zn4Sb3 화합물은 p 형 반도체로 673K 부근에서 무차원 성능지수가 1.3~1.6 정도인 것으로 보고되고 있다. Zn4Sb3 화합물은 현재 p형만이 개발되어 있는 상태로 열전 module 구성을 위해서는 n형 Zn4Sb3 화합물의 개발이 필요하다. 또한 일반적인 용해 응고법으로 Zn4Sb3 화합물을 제조할 경우 냉각 시 상변태에 따른 미소균열의 발생으로 인해 매우 취약한 기계적 성질을 보여 일반적으로 분말야금법으로 제조하고 있다. 그러나 분말야금법은 산화물 등 불순물의 유입을 억제하기 어려워 미량의 dopant에 의한 열전특성의 변화를 정밀하게 조사하는 데에는 한계가 있다.
본 연구에서는 Bridgeman 법으로 Zn4Sb3 화합물의 결정성장을 시도하였고, p형 dopant로 알려진 Cd, Sn 등의 첨가량에 따른 열전특성의 변화를 조사하여 분말야금법으로 제조한 Zn4Sb3 화합물의 열전특성에 대한 연구 결과와 비교 분석하였다.
결정성장 조건에 따른 미세조직과 생성상의 변화를 전자현미경과 X선 회절법으로 조사하였다. 상온에서 770K 범위에서 Seebeck 계수(α), 전기전도도(σ)를 측정하였고, 열전도도(κ)는 Laser flash 법으로 측정하였다. 이들 측정값으로부터 열전재료의 변환 효율을 가늠할 수 있는 power factor(=α2σ)와 성능지수(Z=α2σκ-1)를 계산하였다.


감사의 글

본 연구는 산업자원부의 지역협력연구센터사업의 지원에 의해 수행되었습니다.
저자 양준오1, 장경욱1, 김일호2, 최국선3
소속 1한서대, 2충주대, 3한국지질(연)
키워드 Zn4Sb3; 열전특성
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