• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.142-142
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• 2007

Micro thermoelectric generator has been attractive for the alternative power source to operate the wireless sensor node. In this paper, we designed the column-type micro thermoelectric device and their device characteristics were measured. n-type Bi2Te3 and p-type BiSbTe3 thermoelectric thin films were grown on (001) GaAs substrates by metal organic chemical vapour deposition (MOCVD) and they were pattemed. The height of thermoelectric film were controlled by the deposition time, temperature and MO-x gas pressure. Seebeck coefficient was measured at room temperature and hole concentration and electrical resistivity of thermoelectric film were also characterized.

• 자원환경지질
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• 제21권4호
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• pp.389-400
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• 1988

Minor elements such as Ag, As, Au, Bi, Cd, Cu, Co, Ni, Pb, Rb, Sb, Sr and Te were analyzed by atomic absorption spectrophotometry and induced coupled plasma spectrophotometry in order to investigate pathfinders for gold in quartz porphyry, granite porphyry and vein materials in Jeonjuil gold - silver mine, and in altered biotite granites and vein materials in Dukum gold - silver mine. In Dukum gold - silver mine, it is observed that Au contents have positive relation with As, Co, and Rb contents, but negative relation with Bi contents in altered biotite granites. Au contents have positive relation with Ag, As, Co and Te contents in vein materials. In Jeonjuil gold - silver mine, it is observed that Cd, Rb, Sr and Te are enriched near ore vein in quartz porphyry and granite porphyry. Au contents have positive relation with As, Cd, Cu, $Fe_2O_3$ and $K_2O$ in vein materials.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.163-163
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• 2010

중적외선 영역 ($3{\sim}5\;{\mu}m$)은 공기 중에 존재하는 이산화탄소나 수증기에 의해 흡수가 일어나지 않기 때문에 군사적으로 중요한 파장 영역이며, 야간에 적을 탐지하는데 응용되고 있다. InSb는 77 K에서 중적외선 파장 흡수에 적합한 밴드갭 에너지 (0.228 eV)를 갖고 있으며, 다른 화합물 반도체와 달리 전하 수송자 이동도 (전자: $10^6\;cm^2/Vs$, 정공: $10^4\;cm^2/Vs$)가 매우 빠르기 때문에 적외선 화상 감지기 재료로 매우 적합하다. 또한 현재 중적외선 영역대에서 널리 사용되는 HgCdTe (MCT)와 대등한 소자 성능을 나타냄과 동시에 낮은 기판 가격, 소자의 제작 용이성 때문에 MCT를 대체할 물질로 주목 받고 있다. 하지만, 기판과 절연막의 계면에 존재하는 결함 때문에 에너지 밴드갭 내에 에너지 준위를 형성하여 높은 누설 전류 특성을 보인다. 따라서 InSb 적외선 소자의 구현을 위하여 고품질의 절연막의 연구가 필수적이라고 할 수 있겠다. 절연막의 특성을 알아보기 위해, n형 InSb 기판에 플라즈마 화학 기상 증착법 (PECVD)을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$를 증착하였으며, 증착 온도를 $120^{\circ}C$에서 $240^{\circ}C$까지 $40^{\circ}C$ 간격으로 변화하여 증착온도가 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 절연막과 기판의 계면 특성을 분석하기 위하여 77 K에서 커패시턴스-전압 (C-V) 분석을 하였으며, 계면 트랩 밀도는 Terman method를 이용하여 계산하였다 [1]. $Si_3N_4$를 증착하였을 경우, $120{\sim}240^{\circ}C$의 증착 온도에서 $2.4{\sim}4.9{\times}10^{12}\;cm^{-2}eV^{-1}$의 계면 트랩 밀도를 가졌으며, 증착 온도가 증가할수록 계면 트랩 밀도가 증가하는 경향을 보였다. 또한 모든 증착 온도에서 flat band voltage가 음의 전압으로 이동하였다. $SiO_2$의 경우 $120{\sim}200^{\circ}C$의 증착온도에서 $7.1{\sim}7.3{\times}10^{11}\;cm^{-2}eV^{-1}$의 계면 트랩 밀도 값을 보였으나, $240^{\circ}C$ 이상에서 계면 트랩밀도가 $12{\times}10^{11}\;cm^{-2}eV^{-1}$로 크게 증가하였다. $SiO_2$ 절연막을 사용함으로써, $Si_3N_4$ 대비 약 25% 정도 낮은 계면 트랩 밀도를 얻을 수 있었으며, 모든 증착 온도에서 양의 전압으로 flat band voltage가 이동하였다. 두 절연막에 대한 계면 트랩의 원인을 분석하기 위하여 XPS 측정을 진행하였으며, 깊이에 따른 조성 분석을 하였다. 본 실험에서 최적화된 $SiO_2$ 절연막을 이용하여 InSb 소자의 pn 접합 연구를 진행하였다. Be+ 이온 주입을 진행하고, 급속열처리(RTA) 공정을 통하여 p층을 형성하였다. -0.1 V에서 16 nA의 누설 전류 값을 보였으며, $2.6{\times}10^3\;{\Omega}\;cm^2$의 RoA (zero bias resistance area)를 얻을 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제27권8호
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• pp.438-444
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• 2017

In this work, the effects of hydrogen reduction on the microstructure and thermoelectric properties of $(GeTe)_{0.85}(AgSbTe_2)_{0.15}$ (TAGS-85) were studied by a combination of gas atomization and spark plasma sintering. The crystal structure and microstructure of TAGS-85 were characterized by X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The oxygen content of both powders and bulk samples were found to decrease with increasing reduction temperature. The grain size gradually increased with increasing reduction temperature due to adhesion of fine grains in a temperature range of 350 to $450^{\circ}C$. The electrical resistivity was found to increase with reduction temperature due to a decrease in carrier concentration. The Seebeck coefficient decreased with increasing reduction temperature and was in good agreement with the carrier concentration and carrier mobility. The maximum power factor, $3.3{\times}10^{-3}W/mK^2$, was measured for the non-reduction bulk TAGS-85 at $450^{\circ}C$.

• 설비공학논문집
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• 제18권3호
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• pp.211-217
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• 2006

The three-dimensional numerical analysis has been carried out to figure out the effect of the thermoelectric element thickness on the thermal performance of the thermo-electric micro-cooler. The small-size and column-type thermoelectric cooler is considered. It is known that tellurium compounds currently have the highest cooling performance around the room temperature. Thus, in the present study, $Bi_{2}Te_{3}$ and $Sb_{2}Te_{3}$ are selected as the n- and p-type thermoelectric materials, respectively. The thermoelectric leg considered is less than $20{\mu}m$ thick. The thickness of the leg may affect the thermal and electrical transport through the interfaces between the leg and metal conductors. The effect of the thermoelectric element thickness on the thermal performance of the cooler has been investigated with parameters such as the temperature difference, the current, and the cooling power.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.170.1-170.1
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• 2015

안티모니 (Sb)를 기반으로 한 제2형 초격자 (Type II superlattice, T2SL)구조 적외선 검출기 연구는 2000년대 들어 Sb 계열의 화합물 반도체 성장 기술이 발전함에 따라 HgCdTe (MCT), InSb, 양자우물 적외선 검출기 (QWIP)를 대체할 수 있는 고성능의 양자형 적외선 검출 소재로 부상하였으며, 현재 전 세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 기존의 양자형 적외선 검출소자에 비해 전자의 유효질량이 상대적으로 커서 밴드 간의 투과전류가 줄어들 뿐만 아니라, 전자와 정공이 서로 다른 물질 영역에 분포하여 Auger 재결합률을 효과적으로 줄일 수 있어 상온 동작이 가능한 소재로 주목을 받고 있다. 또한, T2SL 구조는 초격자를 구성하는 물질의 두께나 조성 변화를 통한 밴드갭 변조가 용이하여 단파장에서 장파장 적외선에 이르는 광범위한 파장 대역에서 동작이 가능할 뿐만 아니라 구조적 변화를 통해 이중 대역을 동시에 검출 할 수 있는 차세대 적외선 열영상 소자로 알려져 있다. 본 연구에서는 분자선 에피택시(MBE)법을 이용하여 300 주기의 InAs/GaSb (10/10 ML) 제2형 초격자 구조를 성장하여 적외선 검출소자를 제작하였다. 제2형 초격자 구조를 구성하는 물질계에 p-type dopant인 Be을 이용하여 각각 도핑 농도가 다른 시료를 성장하였다. 이때 p-type 도핑 농도는 각각 $1/5/10{\times}10^{15}cm^{-3}$로 변화를 주었다. 성장된 시료의 구조적 특성 분석을 위해 고분해능 X선 회절 (High resolution X-ray diffraction, HRXRD)법을 이용하였으며, 초격자 한 주기의 두께가 6.2~6.4 nm 로 설계된 구조와 동일하게 성장됨을 확인 하였으며, 1차 위성피크의 반치폭은 30~80 arcsec로 우수한 결정성을 가짐을 확인하였다. 적외선 검출을 위한 $410{\times}410{\mu}m^2$ 크기의 단위 소자 공정을 진행하였으며 이때 적외선의 전면 입사를 위해 소자 위에 $300{\mu}m$의 윈도우 창을 제작하였다. 단위 소자의 측벽에는 표면 누설 전류가 흐르는데 이를 방지하기 위해서 표면보호막을 증착하였다. 적외선 검출 소자의 전기적 특성 평가를 위해 각각의 시료의 암전류 (dark current)와 파장별 반응 (spectral response)을 온도별로 측정하여 비교 및 분석하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권4호
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• pp.263-269
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• 2016

Graphene oxide (GO) powder processed by Hummer's method is mixed with p-type $Bi_2Te_3$ based thermoelectric materials by a high-energy ball milling process. The synthesized GO-dispersed p-type $Bi_2Te_3$ composite powder has a composition of $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$ (BSbT), and the powder is consolidated into composites with different contents of GO powder by using the spark plasma sintering (SPS) process. It is found that the addition of GO powder significantly decreases the thermal conductivity of the pure BSbT material through active phonon scattering at the newly formed interfaces. In addition, the electrical properties of the GO/BSbT composites are degraded by the addition of GO powder except in the case of the 0.1 wt% GO/BSbT composite. It is found that defects on the surface of GO powder hinder the electrical transport properties. As a result, the maximum thermoelectric performance (ZT value of 0.91) is achieved from the 0.1% GO/BSbT composite at 398 K. These results indicate that introducing GO powder into thermoelectric materials is a promising method to achieve enhanced thermoelectric performance due to the reduction in thermal conductivity.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.139-144
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• 2005

A rigorous research is underway in our team, for the design and development of high figure of merits (ZT= 1.5${\sim}$2.0) micro-thermoelectric coolers. This paper discusses the fabrication process that we are using for developing the $Sb_2Te_3-Bi_2Te_3$ micro-thermoelectric cooling modules. It describes how to obtain the mechanical properties of the thin film TEC elements and reports the results of an equation-based multiphysics modeling of the micro-TEC modules. In this study the thermoelectric thin films were deposited on Si substrates using co-sputtering method. The physical mechanical properties of the prepared films were measured by nanoindentation testing method while the thermal and electrical properties required for modeling were obtained from existing literature. A finite element model was developed using an equation-based multiphysics modeling by the commercial finite element code FEMLAB. The model was solved for different operating conditions. The temperature and the stress distributions in the P and N elements of the TEC as well as in the metal connector were obtained. The temperature distributions of the system obtained from simulation results showed good agreement with the analytical results existing in literature. In addition, it was found that the maximum stress in the system occurs at the bonding part of the TEC i.e. between the metal connectors and TE elements of the module.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권3호
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• pp.239-246
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• 2017

A compact plasmonic switching scheme, based on the phase change of a thin-film chalcogenide material ($Ge_2Sb_2Te_5$), is proposed and numerically investigated at optical-communication wavelengths. Surface plasmon polariton modal analysis is conducted for various thicknesses of dielectric and phase-change material layers, and the optimized condition is induced by finding the region of interest that shows a high extinction ratio of surface plasmon polariton modes before and after the phase transition. Full electromagnetic simulations show that multiple reflections inside the active region may conditionally increase the overall efficiency of the on/off ratio at a specific length of the active region. However, it is shown that the optimized geometrical condition, which shows generally large on/off ratio for any length of active region, can be distinguished by observing the multiple-reflection characteristic inside the active region. The proposed scheme shows an on/off switching ratio greater than 30 dB for a length of a few micrometers, which can be potentially applied to integrated active plasmonic systems.

• 정보저장시스템학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.123-125
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• 2007

We report the readout stability improvement results of super-resolution near field structure (Super-RENS) writeonce read-many (WORM) disk at a blue laser optical system. (Laser wavelength 405nm, numerical aperture 0.85) By using diffusion barrier structure (GeSbTe sandwiched by GeN) and high transition temperature recording material ($BaTiO_3$), material diffusion of phase change layer and recording mark degradation were greatly improved during high power (Pr=2.0mW) readout process up to $1{\times}10^5$ times.