• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.589-589
• /
• 2013

열전재료는 제백효과(Seebeck effect)에 의해 폐열을 전기에너지로 변환시킬 수 있는 소재로서, 기존의 열전재료가 나노수준으로 크기가 줄어들 경우 양자제한효과에 의한 제백계수의 증가와 표면산란에 의한 열전도도 감소로 인해 벌크재료에 비해 높은 에너지변환효율을 가질 수 있을 것으로 기대되고 있다. 에너지 변환효율은 열전성능계수인 $ZT=S2{\sigma}T/k$로 정의되며 따라서 우수한 열전재료는 높은 제백계수 S와, 높은 전기전도도 ${\sigma}$ 및 낮은 열전도도 k를 갖는 재료여야 한다. 그러나 나노소재는 낮은 측정 신호와 측정소자준비가 어려워 기존 측정시스템으로는 원활한 측정이 어렵다. 특히 열전도도의 경우 나노소재 자체의 열전도 보다 나노소재 주변 구조에 의한 열전도가 큰 경우 정확한 열전도도 평가가 어렵다. 본 연구에서는 나노선의 열전물성을 평가하기 위해 MEMS기반 기술을 이용하여 열전물성 측정플랫폼(MEMS-based thermoelectric measurement platform, MTMP)을 개발하였다. 개발 된 MTMP는 얇은 Si nitride 브릿지들이 허공에 떠 있는 두 개의 아일랜드 형태의 멤브레인 구조를 지지하는 형태로 제작되었으며, 한 쪽 아일랜드구조 위에는 나노히터가 있어 두 아일랜드 구조 사이에 온도구배를 만들 수 있도록 제작되었다. 제작된 멤브레인을 이용하여 전기화학적인 방법으로 합성한 Bi-Te계 나노선의 S, ${\sigma}$ 그리고 k를 측정하였다. 측정결과 화학양론적 미세구조를 갖는 단결정 Bi2Te3 나노선은 300 K의 측정온도에서 $S=-57{\mu}V/K$, ${\sigma}=3.9{\times}10^5S/m$, k=2.0 W/m-K의 측정 값으로 ZT=0.19였다. 본 연구에서 개발한 MTMP는 나노선 뿐만 아니라 나노플레이트의 열전 측정에도 활용할 수 있는 구조로서 나노열전소재 측정에 널리 활용될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.470.1-470.1
• /
• 2014

InAs는 high mobility를 갖는 III-V 화합물 반도체로 최근 InAs 나노선 기반 electronic transport에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, InAs는 n-type의 중온 영역대의 열전물질로서 나노선이나 나노박막과 같은 저 차원 구조의 열전 특성에 대한 보고가 이루어 지고 있다. 대부분의 InAs 나노선의 성장 방법은 화학기상증착법에 의한 것으로, 상온에서 $100{\mu}V/K$ 이하의 낮은 Seebeck 계수 값을 나타내고 있다. 본 연구는 무촉매 상태에서 MBE (Molecular beam epitaxy) 성장시킨 InAs 나노선의 열전 특성을 측정하였다. MTMP (Microfabricated Thermoelectric measurement platform)를 이용하여 50 K에서 300 K까지의 온도 영역에서 전기전도도, Seebeck 계수의 측정을 진행하였다. 그 결과 Seebeck 계수 값은 상온에서 대략 $200{\mu}V/K$로 높게 나타나고 있으며, 동일한 나노선의 상온 전기전도도는 대략 9800 S/m로 많은 보고들과 비슷한 수준의 수치가 나타나고 있다. Transconductance 측정을 통한 field-effect mobility와 carrier 농도를 평가한 결과가 Mott formula에서 계산된 carrier 농도와 유사한 결과를 나타내었다. 매우 큰 Seebeck 는 carrier 농도가 낮은 것에 기인한 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.433.2-433.2
• /
• 2014

그래핀(graphene)은 탄소나노튜브(CNTs)에 비해 가격 경쟁력이 있고 우수한 광투과성과 전기 및 열 전도성을 갖고 있어 반도체 소재, 방열 소재, 접점 소재 등에 적용 가능성이 높은 재료로 주목받고 있다. 특히 모바일 디바이스의 소형화, 고집적화 등의 이슈로 인해 그래핀 소재의 방열 소재 적용을 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 한편 산화 구리 나노선(CuO Nanowire)은 전기 및 열전도도가 우수하고 1차원 나노 구조는 부피대비 큰 표면적, 종횡비가 커서 뛰어난 열전도 구조로서 방열 소재로 응용되기 좋은 조건을 갖고 있다. 본 연구에서는 2차원 구조의 그래핀 나노플레이트(Graphene Nanoplatelet)와 1차원 구조의 CuO NW를 하이브리드화를 통해 열전도도 향상를 개선시키고자 하였다. 소재 합성은 GNP에 Cu 무전해 도금을 진행한 후 열산화 방식을 적용하여 CuO NW를 직접 성장시키는 방식으로 진행하였다. 합성된 GNP-CuONWs 다차원 나노구조체의 열전도도 측정은 에폭시에 분산시켜 레이져 플레쉬법을 이용하였다. 미세 구조 관찰 결과, CuO NW 성장 거동은 열처리 온도 및 시간 그리고 O2 가스의 순환 환경이 주요인자로 작용하는 것을 확인하였다. 열전도도 향상은 다차원 구조의 특성으로 인해 면접촉과 선접촉이 동시에 이루어졌기 때문인 것으로 분석되었으며, 이러한 CuO NWs morphology와 열전도도 향상과의 상관 관계에 대해 논의할 것이다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.19-25
• /
• 2006

Thermal transient tests were performed on the electric initiator with STS 304 bridgewire(diameter 2.3 mil) and $Zr-KCIO_4$ primary charge. Analysing the test data using fitted Wire Model shows that the thermal characteristic parameter related to primary charge is changed sharply around $300^{\circ}C$. It is determined that this phenomenon is due to endothermic reaction from phase transition of $KCIO_4$, which is a component of the primary charge.

• Journal of Biomedical Engineering Research
• /
• v.23 no.6
• /
• pp.467-475
• /
• 2002

Hyperthermia using transrectal thermal probes has been used for a noninvasive treatment of prostate diseases. However it is known that heating the rectal wall at excessively high temperature can lead to destruction of the rectal mucous membrane. and it is difficult to maintain an optimum temperature over the entire prostate. Thus, a more accurate understanding of the heat transfer mechanism between prostate and hyperthermia system is needed Numerical analysis was performed to investigate how the cold/warm stimulations on the prostate surface affect the temperature distribution in the prostate model. The general purpose software "FLUENT" was used for obtaining a finite volume solution to the unsteady conduction equation and to calculate the time-varying temperature in the prostate. Effects of the warm/cold stimulations and the stimulation frequency on the temperature distribution were simulated. and we visualized how hyperthermia affected the inside of the prostate. It was found that the effect of hyperthermia by using a typical heating method is limited due to the low thermal conductivity of the prostate. Consecutive repetitions of warm and cold stimulations were considered to provide the thermal irritations inside a prostate. The effects of temperature difference and duration of warm/cold stimulations were investigated, and basic data for the optimum period and effective patterns of stimulations were obtained. A simplified bioheat equation was also solved to describe effects of the blood flow on the blood-tissue heat transfer. The effect of blood flow was not dominant compared to that of warm/cold stimulations. These results might be used as data for design of prostate treating probe, prostatic therapy and thermal stimulation effects on the prostate.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.285-288
• /
• 2005

A Stratospheric airship should stay long to achieve its original mission. Meanwhile, to obtain what the solar radiation and heat transfer have an effect on Stratospheric condition, heat analysis has been done. For this work, Stratospheric heat condition's been examined and for the numerical analysis, by using Gridgen, grids of airship have been generated. And by using STAR-CD, the study about heat characteristic of airship model was carried out. Especially, with changing the position of the Sun, the temperature change of the airship body was focused on. With this background, the possibility of realizing the simulation of the effects solar radiation have on the Stratospheric airship.

• Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
• /
• 2004.07a
• /
• pp.123-128
• /
• 2004

본 논문에서는 가속 수명 시험을 통하여 열전소자의 수명 분포, 모수 등을 규명하였으며 고장 분석을 통하여 열전 소자의 수명 증가를 위한 대책 방안을 논의하였다. 가속 수명 시험 결과 열전 소자는 형상 모수 3,6인 Weibull 분포를 따름을 알 수 있었다. 열전 소자가 반도체 부품임에도 불구하고 형상 모수가 큰 이유는 반복 Bending에 의한 피로 파괴가 발생하기 때문임을 고장 분석을 통하여 규명하였다. 위의 고장 메커니즘을 설명할 수 있는 가속 모델식은 Coffin-Manson식으로 설명되어 질 수 있으며 가속수명시험 결과 재료 상수는 1.8임을 알 수 있었다.

• Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology
• /
• v.11 no.2
• /
• pp.165-171
• /
• 2017

We suggested the novel actuator mechanism to apply to wearable assistive system for the improvement of quality of life of the elderly or the people with disability using it. Characteristics of metal-hydride (MH) actuator is investigated in the novel actuating concept. The hydrogen equilibrium pressure increases when hydrogen is desorbed by heating a SMH alloys, whereas by cooling that alloys, the hydrogen equilibrium pressure decreases and hydrogen is absorbed. However, there are too long times in heat transfer mechanism to apply the assistive and rehabilitative device. In this study, 3 different SMH module were designed and characteristics of heat transfer in each SMH module were investigated based on the heat simulation.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.10 no.2
• /
• pp.31-38
• /
• 2006

A study of thermal characteristics of the airship considering radiation heat transfer has been conducted by building a numerical model for the airship in order to identify the possibility to obtain the reliable flight performance in severe stratospheric heat conditions. The variations of distributed temperature of the skin and the inner flow by free convection have been calculated according to the change of the solar position. As the results of the analyses, the stratospheric heat conditions slightly have an influence on the flight performance of the airship.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2002.11a
• /
• pp.168-168
• /
• 2002