• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.253-253
• /
• 2016

최근 세계적으로 대체 에너지는 중요한 이슈가 되고 있으며 그 중 열전 재료는 유망한 에너지 기술로서 주목 받고 있다. 특히 고 직접화 전자 소자의 발열 문제를 해결하기 위해, 소형화와 정밀 온도 제어가 가능한 박막형 열전 소자에 연구가 주목 받고 있다. 박막형 열전소자 중 산화물 반도체계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 산화물 반도체계 중 In2O3는 BiTe, PbTe 등의 기존의 재료에 비해 독성이 낮을 뿐만 아니라 내 산화성 및 고온에서 열적 안정성이 우수하여 고온에서 적용 불가능한 금속계 열전 재료의 한계를 극복 할 수 있다는 장점을 가진다. 우수한 성능 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 의 열전 재료는 높은 전기 전도도 및 제백 계수 그리고 낮은 열전도도 특성을 가져야만 한다. IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 박막의 경우, 높은 전기 전도성을 가지면서 비정질 구조를 가진다. 이와 같이 비정질 구조를 가지는 박막 열전 재료는 격자에 의한 열 전도도가 낮기 때문에 결정질 구조에 비해 전체 열 전도도 값이 낮을 것으로 기대된다. 따라서 높은 전기 전도도를 가지면서 동시에 낮은 열 전도도를 가지게 되어 우수한 열전 특성을 가질 것이라 예상된다. 이러한 특성을 바탕으로 본 연구에서는 비정질 구조를 갖는 Zn와 미량의 Sn을 동시에 첨가한 In2O3박막의 전기적 특성및 열전 특성을 관찰하고자 한다. 본 연구에서는 magnetron sputtering법으로 IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 타깃을 이용하여 기판 가열없이 DC Power 70 W, 작업 압력 0.7 Pa으로 SiO2 기판 위에 $400{\pm}20nm$ 두께의 박막을 증착하였다. 이러한 공정으로 만들어진 박막은 대기 중 후 열처리를 각각의 200, 300, 400, 500, $600^{\circ}C$ 온도에서 진행하였다. 박막의 미세 구조는 XRD를 통해 관찰하였다. 그리고 박막의 전기적 특성은 Hall effect measurement을 통해 측정하였고, 열전 특성은 Seebeck 상수의 측정을 통하여 평가하였다. XRD 확인 결과 RT에서 증착한 박막과 후 열처리 200, 300, 400, $500^{\circ}C$ 결과 비정질 구조를 보였고, 후열처리 $600^{\circ}C$에서는 결정의 회절 피크를 보였다. 전기적 특성의 경우, 후 열처리 온도가 증가함에 따라 전기 전도도는 감소한다. 이는 공기중의 산소가 박막에 침투하여 oxygen vacancy를 막아 캐리어 밀도가 감소한것에 기인 된 것으로 판단된다. 열전 특성의 경우 제백상수는 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 높은 제백상수를 나타낸다. 제백 상수는 수식에 따라 캐리어 밀도의 -2/3승에 비례하게 된다. 수식에 따라 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 가장 높은 제백 상수를 가지게 된다. 열전 성능 척도인 Power factor는 제백 상수의 제곱과 전기전도도의 곱으로 나타내는데, 후 열처리 $200^{\circ}C$에서 가장 높은 Power factor를 보인다. 이는 캐리어 밀도 감소에 따라 전기 전도도는 감소하였지만 이로 인해 제백상수는 증가하였고, 또한 캐리어 밀도 감소에 따라 이온화 불순물 산란의 감소에 의해 이동도의 증가에 의한 것으로 판단된다. 박막의 경우 기판의 영향으로 인해 열 전도도 측정이 어려워 열전 성능 지수(ZT)를 계산을 할 수 없지만, 마그네트론 스퍼터링법으로 증착한 IZO:Sn 박막은 비정질 구조를 가지므로 격자진동에 의한 열 전도도가 낮아 전체 열 전도도가 결정질에 비해 낮을 것이며 이는 높은 열전 성능 지수를 가질 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2015.11a
• /
• pp.297-298
• /
• 2015

우수한 열전 성능의 소자가 되기 위해서는 높은 전기 전도도 및 제백상수 그리고 낮은 열 전도도를 가져야한다. 본 연구에서는 DC 마그네트론 스퍼터링 법을 이용하여 비정질 구조를 갖는 ITZO 박막을 제작하였으며, 전기적 특성과 열전 특성을 조사하였다. 그 결과 ITO에 ZnO 첨가시 전기적 특성 및 열전 특성이 향상 되었다. 또한 비정질 구조를 가지므로 격자에 의한 열 전도도가 낮아 전체 열 전도도가 낮을 것이며 이는 높은 열전 성능 지수(ZT)를 가질 것이라 예상된다.

• 전기의세계
• /
• v.13 no.3
• /
• pp.73-75
• /
• 1964

열 energy를 이용하여 전기를 얻을 수 있는 것으로 열전발전, 열전자발전, 강유전체발전 등이 있는데 여기서는 주로 열전기를 중심으로 하여 열전 변환 전체에 공통되는것을 언급할려고 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.38 no.3
• /
• pp.227-234
• /
• 2014

Fuel consumption rates of electric vehicles strongly depend on their battery performance. Because the battery performance is sensitive to the operating temperature, temperature management of the battery ensures its performance and durability. In particular, the temperature distribution among modules in the battery pack affects the cooling characteristics. This study focuses on the thermal modeling of a battery pack to observe the temperature distribution among the modules. The battery model is a prismatic model of 10 NiMH battery modules. The thermal model of the battery consists of heat generation, convective heat transfer through the channel and conduction heat transfer among modules. The heat generation is calculated by the electric resistance heat during the charge/discharge state. The model is used to determine a strategy for proper thermal management in Electric vehicles.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2009.06a
• /
• pp.339-340
• /
• 2009

유기발광소자는 자체발광 및 유연한 디스플레이 소자로의 응용 가능성이 높아 많은 사람들의 관심을 끌고 있다. 하지만 아직 소자의 효율 및 수명의 한계로 인하여 부분적인 상용화만이 진행된 상황이다. 본 논문에서는 이러한 유기발광소자의 효율 및 수명에 직접적인 영향을 끼치는 전기전도메커니즘에 대하여 온도별, 발광층의 두께별 전기전도메커니즘을 전류-전압특성을 통해 살펴보았다. 연구를 통해 저전계 영역에서의 전도는 옴영역에서 열여기된 전하의 이동이 원인임을 알 수 있었고 고전계영역에서는 높은 전계에 의한 전하의 터널링에 의해 일어남을 알 수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.9 no.2
• /
• pp.214-219
• /
• 1998

The transparent conducting tin oxide films were deposited on g1ass substrates by the ultrasonic spray pyrolysis. Examined were effects of deposition parameters on the electrical resistance, optical transmittance, crystal structure, and thickness of tin oxide films. As both the deposition time and concentration of tin(IV) chloride increase, the deposited tin oxide films exhibited the decrease of electrical resistance and optical transmittance in the visible and near infrared region. With increasing heat-treatment temperature in air, the deposited tin oxide films showed the enhanced electrical resistance and optical transmittance. This study suggests that the ultrasonic spray pyrolysis may be a promising deposition technique effectively to prepare transparent conducting films of good quality in a single step.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.20 no.3
• /
• pp.49-54
• /
• 2017

We develop a ceramic composite separator prepared by coating $ZrO_2$ nanoparticles with a poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP) copolymer on a polyvinyl alcohol (PVA) mechanical support prepared by electrospinning technique to improve thermal properties. The gurley number of the ceramic composite separator shows much lower value than that of a PE separator even though it possesses the polymeric coating layer with ceramic nanoparticles. In addition, the proposed sample shows higher electrolyte uptake than PE separator, leading to enhancing the ionic conductivity of the proposed sample and, by extension, the rate discharge properties of lithium ion batteries. Thermal stability of the ceramic composite separator is dramatically improved without any degradation in electrochemical performance compared to the performance of conventional PE separators.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.60-60
• /
• 1999

단결정 다이아몬드의 열전도도는 약 22W/cm.K로 열전도도가 가장 큰 물질로 알려져 있으며, 비저항은 10$\Omega$.cm 이상의 높은 값을 갖는다. 대부분 열전도도가 큰 것으로 알려진 물질들은 Cu, Ag 등과 같이 전자의 흐름에 의하여 열이 전도되기 때문에 큰 전기전도도를 함께 갖는 것일 일반적이다, 그러나, 다이아몬드는 빠른 phonon의 이동에 의하여 열전도가 이루어지므로 전기적으로 절연 특성을 갖으면서도 큰 열전도가 가능하다. 단결정 다이아몬드는 고방열 절연체로서 이상적인 물질 특성을 보여준다. 전기절연성을 갖는 열전도층으로 다이아몬드를 이용하기 위해서는 저가로 제조가 용이한 화학기상증착법을 이용하여야 한다. 화학기상증착법으로 제조된 다결정 다이아몬드 박막의 열전도도는 약 21W/cm.K로 여전히 매우 높은 값을 갖는 것으로 알려져 있지만, 비저항 값은 인위적으로 도핑을 전혀 하지 않은 상태에서도 106$\Omega$.cm 정도의 낮은 값을 갖는다. 전혀 도핑을 하지 않았음에도 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여 주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기전도성의 원인을 규명하는데 집중되고 있다. 아직 명확한 전도 기구는 제안되고 있지 못하지만 전도성의 원인은 수소와 관련이 있고 전도는 표면을 통하여 이루어진다는 것이다. 산(acid)을 이용하여 다결정 다이아몬드 박막을 세척하면 전기 전도성이 사라지고 높은 저항값을 갖는 박막을 얻게 되는데 박막을 세척하는 공정은 박막의 표면만을 변호시키므로 표면에 있던 전기전도층이 용액 처리를 통하여 제거되므로 전도성이 사라진다고 생각하는 것이다. 그러나, 본 연구에서는 두께가 두꺼울수록 저항값이 증가하는 것이 관찰되었고 기존의 측정방식인 수평적인 저항 측정법에 대하여 수직적 방향으로 저항을 측정하면 저항값이 1/2 정도 작게 측정되었다. 다결정 다이아몬드에서 표면을 통하여 전류가 흐른다면 박막의 두께에 따른 변화가 나타나지 않아야 하고 수직적인 전류 측정법이 오히려 더 큰 저항을 보여주어야 한다. 기존의 표면 전도 모델로는 설명되지 못하는 현상들이 관찰되었고 정확한 전기 전도 경로를 확인하기 위하여 전해 도금법으로 금속들이 석출되는 모습을 관찰하였다. 이 방법을 통하여 다결정 다이아몬드에서 전류는 결정입계를 통하여 전도됨을 알 수 있었다. 온도에 따른 다결정 다이아몬드의 전기전도도 변화를 관찰하였고 이로부터 활성화 에너지 값을 구할 수 있었다. 다결정 다이아몬드의 전도도는 온도에 따라서 0.049eV와 0.979eV의 두 개의 활성화 에너지를 갖는 구간으로 나뉘어졌다. 이로부터 다결정 다이아몬드에는 활성화 에너지 값이 다른 두 종류의 defect level이 형성되는 것으로 추정할 수 있고 이 낮은 defect level에 의하여 전도성을 갖는 것으로 생각된다.

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.1 no.4
• /
• pp.333-341
• /
• 1988

포리에틸렌, 테레프탈레트를 금속감화물로 오염시켜 열자극특성을 중심으로 가동이온의 중성화, 재이온화 및 이동의 과정등에서 이온의 거동에 관하여 검토하였다. PET가 오염이 되면 이온이 증가되고 전극금속의 영향이 있으며 고온에서 서브리니어 특성을 가지며 가동이온의 증성화 현상이 있는 것을 밝혔다. 가동이돈의 주기적 운동에 기인한 직류전기전도모델로 실험한 결과가 정성적으로 정상전류 전압 특성과 일치함이 입증되었다.

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.24 no.5
• /
• pp.27-36
• /
• 2011