초록
열전 재료로 사용되는 $Ag_2S$의 단결정을 밀폐된 석영관내에서 고상의 $Ag_2S$가 분해되면서 성장 계면에 $Ag^+$이온과 전자를 공급하고, 휘발성이 강한 황은 vapour 상태로 전송되면서, $Ag_2S$ 계면에서부터 단결정이 성장하는 고상에서의 전기 화학적인 방법을 이용한 vapour 성장법으로 성장시켰다. 고상에서의 $Ag^+$ 이온의 확산이 성장을 지배하는 온도 영역에서는 bulk $Ag_2S$ 단결정을 얻었으며, Ag 분해 온도가 높을수록, Ag분해 온도와 성장 계면의 온도 차이가 클수록 성장속도가 빠름을 확인하였다. 한편 기상으로의 황의 확산이 성장을 지배하는 영역에서는 whisker Ag$_2$S가 성장되었으며 황의 포화 압력이 증가할수록 성장속도는 증가하였다. 또한, 열전재료의 효율을 결정하는 물성치인 전기 전도도를 측정한 결과 고온상에서 다결정의 전기 전도도가 단결정보다 크게 나타나며, 따라서 열전 효율은 다결정이 우수하다고 생각된다.
${\beta}-$Ag_2S$(high temperature phase) was grown by solid/vapour reaction growth based on solid -state electrochemisty. In S/V growth, one of the reactants, silver ion, is supplied to the growth surface through the solid $Ag_2S$ from one side and the other reactants, surfur, is transported in the phase of vapour from the other side. With the sufficient supply of S vapour, the growth rate increased as increasing $T_d$(decomposition temperature of $Ag_2S$) and ${\Delta}T$ between $T_d$ and $T_g$(temperature of growth surface). At low S vapour pressure, growth rate decreased with decreased vapour pressure and ${\beta}-$Ag_2S$ was grown in the form of whisker, when Ag+ion is sufficiently supplied. The measured values of electronic conductivity of ${\beta}-$Ag_2S$ showed that electronic conductivity of the poly crystal was larger than that of single crystal.