• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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• pp.311-352
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• 1996

Peltier 효과를 이용한 열전소자는 열응담 감도가 좋고 선택적 냉각이 가능하며 무소음, 무진동 및 소형화의 장점으로 각종 전자부품의 국부냉각소자로 응용되고 있다. 또한 최근 냉매의 사용없이 냉각이 가능한 열전재료를 이용한 자동차나 가정용 에어컨 및 냉장고 등의 각종 냉방시스템의 개발도 크게 주목을 받고 있다. 기존의 Bi2Te3계 단결정 열전재료는 성능지수는 우수하나, 기계적 취약성에 기인하여 소자가공시 수율 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 단결정에 비해 기계적 강도가 우수한 다결정 열전재료의 제조공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 일환으로 기계적 합금화법을 이용한 열전재료의 제조공정이 연구되고 있다. 원료금속이 고 에너지 볼-밀 내에서의 연쇄적인 파괴와 압접에 의해 합금분말로 변화되는 기계적 합금화 공정은 상온공정으로 이를 사용하여 다결정 열전재료를 제조시 기존의 다결정 열전재료의 제조공정인 "용해 및 분쇄법'과 비교하여 제조단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 전자냉각소자용 열전재료로서 상온부근에서 성능지수가 가장 우수한 p형 (Bi,Sb)2Te3 및 n형 Bi2(Te,Se)3 합금분말을 기계적 합금화 공정으로 제조하여 분말 특성을 분석하였으며, 가압소결 후 열전특성의 변화거동을 연구하였다. 순도 99.99% 이상인 Bi, Sb, Te, Se granule을 (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 조성에 맞게 칭량하여 불과 분말의 무게비 5:1로 강구와 함께 공구강 vial에 장입 후, Spex mixer/mill을 이용하여 기계적 합금화 하였다. 기계적 합금화 공정으로 제조한 분말에 대한 X-선 회절분석과 시차 열분석으로 합금화 정도를 분석하였다. (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말을 10-5 torr의 진공중에서 300℃∼550℃의 온도로 30분간 가압소결하였다. 가압소결체의 파단면에서의 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 상온에서 가압소결체의 열전특성을 측정하였다. (Bi1-xSbx)2Te3의 기계적 합금화에 요구되는 공정시간은 Sb2Te3 함량에 따라 증가하여 x=0.5 조성에서는 4 시간 45분, x=0.75 조성에서는 5 시간, x=1 조성에서는 6 시간 45분의 vibro 밀링이 요구되었다. n형 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말의 제조에 요구되는 밀링시간 역시 Bi2Se3 함량 증가에 따라 증가하였으며 Bi2(Te0.95Se0.05)3 합금분말의 제조에는 2시간, Bi2(Te0.9Se0.1)3 및 Bi2(Te0.85Se0.15)3 합금분말의 형성에는 3시간의 bivro 밀링이 요구되었다. 기계적 합금화로 제조한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 및 n형 Bi2(Te0.9Se0.1)3 가압 소결체는 각기 2.9x10-3/K 및 2.1x10-3/K 의 우수한 성능지수를 나타내었다.

• 한국진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.236-245
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• 1993

SbSI : V, SbSeI : V, BiSI : V, BiSeI : V, SbSI : Cr, SbSeI : Cr, BiSI : Cr, BiSeI : Cr, SbSI : Ni, SbSeI : Ni, BiSI : Ni, 및 BiSeI : Ni 단결정을 고순도(99.9999%)의 성분원소에 혼합물을 투명석 영관내에 넣고, $1{\times}10^{-6}mmHg$의 진공에서 봉입하여 합성한 ingot를 사용하여, 수직 Bridgman 방법으로 성장시켰다. 성장된 단결정의 구조는 orthorhombic 구조이며, 광학적 energy band gap 구조는 간접전이형 이었고, energy gap의 온도의존성은 상전이에 관계되는 2개의 변곡점이 나타났으며, 연속된 영역에서는 Varshni 방정식을 만족하였다. 첨가한 3d 불순문(V, Cr, Ni)은 모결정의 $T_d$ 대칭을 갖는 주격자점에 +2가 ion으로 위치하며, 이들 ion의 energy 준위간의 전자전이에 의하여 불순물 광흡수 peak가 나타난다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.492-494
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• 2014

위상부도체(Topological insulator, (TI))는 특이한 금속성 표면 성질을 가지며 이 물질에 대해 많은 물성연구가 이루어져 오고 있다. TI 물질 중 하나인 $Bi_2Se_3$는 스핀트로닉스 또는 양자 컴퓨팅 분야에 전망이 밝은 물질이다. 본 논문에서는 $Bi_2Se_3$ (111) 표면의 산화농도에 대해 조사하였다. 결함이 없는 깨끗한 표면에서는 산소의 농도가 높을 때 에너지적으로 안정하며 표면결함이 있을 때에는 표면결함과 결합한 산소의 농도가 낮을 때 에너지적으로 안정한 것으로 나타났다. $Bi_2Se_3$ (111) 표면 산화 연구에서는 표면 점결함의 존재와 산소 농도를 함께 고려해야 할 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제1권2호
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• pp.244-253
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• 1992

BiSI, BiSI : Co, BiSeI 및 BiSeI : Co 단결정을 고순도의 성분원소와 8.6mole% 과잉의 Iodine를 투명석영관내에 넣고 진공봉입하여 합성한 ingot를 사용하여 수직 Bridgman 방법으로 성장시켰다. 성장된 단결정은 orthorhombic 구조였고, energy band 구 조는 간접전이형으로 293K에서 광학적 energy gap은 각각 1.590eV, 1.412eV, 1.282eV 및 1.249eV로 주어지며, energy gap의 온도의존성은 Varshni 방정식으로 잘 표현된다. Cobalt 를 첨가할 때 나타나는 불순물 광흡수 peak는 Td symmetry점에 위치한 Co2+, Co3+ ion의 energy 준위들 사이의 전자전이에 의해서 나타난다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 춘계학술발표회
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• pp.111-111
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• 1996

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 춘계학술발표회
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• pp.113-113
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• 1996

• 한국결정성장학회지
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• 제4권4호
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• pp.363-369
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• 1994

$Bi_2Te_3$계 열전반도체에서 단결정재료는 성능이 우수한 반면에 그 제조에 있어서 긴 공정시간과 그에 따른 구성성분의 손실이 있다. 본 연구에서는 짧은 공정시간으로 단결정 $Bi_2Te_3$계 열전반도체 제조 공저으이 단점을 극복하기 위해서 $Bi_2Te_3$계 열전반도체 제조 공저의 단점을 극복하기 위해서 $Bi_2Te_3$계 열전반도체를 교류 통전 가압법으로 제작하였다. 이 소결 방법에서는 소결시간이 다른 방법과 비교하여 짧기 때문에 Te의 증발로 인한 결함의 발생을 줄일 수 있었으며 제조공정시 재료의 손실도 최소화할 수있었다. 가압 소결한 95 mol% $Bi_2Te_3-5 mol% Bi_2Se_3$ 다결정 열전반도체의 최적의 소결조건은 분말입도, 소결온도, 시간, 압력별로 각각 $125~250 {\mu}m, 400^{\circ}C$, 2분, $1500Kgf/cm^2$이고, 이조건에서 열전성능지수 $Z=2.2{\times}10^{-3}/K$이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권3호
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• pp.162-169
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• 2014

This paper introduces a microwave-assisted synthesis method to prepare hybrid $Bi_2Se_3-GR/TiO_2$ nanocomposites, which exhibit superior properties over single component materials. The as-prepared composites were characterized by XRD, UV-vis absorbance spectra, SEM,TEM, EDX, and BET analyses, revealing uniform covering of the graphene nanosheet with $Bi_2Se_3$ and $TiO_2$ nanocrystals. For visible light photocatalysis of Rh.B, a significant enhancement in the reaction rate was consequently observed with $Bi_2Se_3-GR/TiO_2$ composites. The degradation rate($k_{app}$) obtained for sonophotocatalysis was $6.8{\times}10^{-3}min^{-1}$, roughly 2.2 times better than that of VL photocatalysis under higher concentrations of Rh.B. The sonophotocatalysis was faster due to greater formation of reactive radicals as well as an increase of the active surface area of the $Bi_2Se_3-GR/TiO_2$ composites. The high activity is attributed to the synergetic effects of high charge mobility and red shift of the absorption edge of $Bi_2Se_3-GR/TiO_2$.

• 한국분말재료학회지
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• 제22권4호
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• pp.254-259
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• 2015

$Bi_2Te_3$ related compounds show the best thermoelectric properties at room temperature. However, n-type $Bi_2Te_{2.7}Se_{0.3}$ showed no improvement on ZT values. To improve the thermolectric propterties of n-type $Bi_2Te_{2.7}Se_{0.3}$, this research has Cu-doped n-type powder. This study focused on effects of Cu-doping method on the thermoelectric properties of n-type materials, and evaluated the comparison between the Cu chemical and mechanical doping. The synthesized powder was manufactured by the spark plasma sintering(SPS). The thermoelectric properties of the sintered body were evaluated by measuring their Seebeck coefficient, electrical resistivity, thermal conductivity, and hall coefficient. An introduction of a small amount of Cu reduced the thermal conductivity and improved the electrical properties with Seebeck coefficient. The authors provided the optimal concentration of $Cu_{0.1}Bi_{1.99}Se_{0.3}Te_{2.7}$. A figure of merit (ZT) value of 1.22 was obtained for $Cu_{0.1}Bi_{1.9}Se_{0.3}Te_{2.7}$ at 373K by Cu chemical doping, which was obviously higher than those of $Cu_{0.1}Bi_{1.9}Se_{0.3}Te_{2.7}$ at 373K by Cu mechanical doping (ZT=0.56) and Cu-free $Bi_2Se_{0.3}Te_{2.7}$ (ZT=0.51).

• 한국진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.309-315
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• 1994

순간증착법으로 p형(Bi0.5Sb1.5Te3)과 n형(Bi2Te24Se0.6)열전박막을 제조하여 상온에서 Seebeck 계 수, 전기전도도 및 열전성능지수를 측정하였다. 또한 금속재 mask를 이용하여 다중접점 박막형 열전소 자를 제작하고 그 작동특성을 조사하였다. 이때 소자의 고온부와 저온부의 온도를 직접측정하기 위하여 copper/constantan 박막을 접점부에 증착하여 열전쌍이 되게 하였다. p/n 접점이 5쌍이 소자의 경우 Peltier 효과에 의해 생성된 최대온도차는 22K이었다.