Bi2Te3계 열전박막의 열전 출력인자에 미치는 첨가제의 영향 (Doping Effects to the Thermoelectric Power Factor of Bi2Te3 Thin Films)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 33권 / 2호 / 141 ~ 146페이지
· 저자명 : 배상현, 최순목

초록

열전 냉각 및 상온 발전용 소재로 널리 연구된 Bi2Te3 계 열전 박막을 co-sputtering 방법으로 300℃에서 제조한 후 물성을 평가하였다. 최근에 이 계에서 활발히 보고되고 있는 Fe를 dopant로 첨가하여 물성 향상을 꾀하였다. 결과적으로 Fe 첨가제 효과에 따른 전기전도도는 감소하였으나 제벡 계수의 향상의 효과가 커서 power factor가 증가한 결과를 얻을 수 있었다. 전기전도도의 감소는 일부 Fe 원자들이 입계에 나노 이차상을 형성하여 Bi2Te3 모재의 입성장을 억제한 결과로 여겨지며 이는 열전소재의 성능지수에 큰 영향을 미치는 열전도도의 감소에도 효과가 있을 것으로 기대된다. 또한 일부 Fe 들은 Bi2Te3 모재에 치환되어 acceptor로 작용하였음을 전하 농도 측정을 통하여 확인할 수 있었다.

영어초록

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 factor of the system increased owing to the enhanced Seebeck coefficient. Grain growth inhibition was detected in the Fe-doped system, which produced more grain boundaries in the Fe-doped films than in the undoped system. The increased grain boundary scattering was deemed to be effective for a reduced thermal conductivity. This is advantageous for the preparation of high-performance thermoelectric films.

참고자료

· 없음