• 제목/요약/키워드: Phonon scattering

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고순도 나이오븀과 탄탈륨 희유금속의 물리적 특성평가 (Physical Property Evaluation for High Purity Niobium and Tantalum Rare Metals)

  • 김일호;박종범;유신욱;조경원;최국선;서창열;김병규;김준수
    • 한국재료학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.217-223
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    • 2005
  • Thermal, electrical and mechanical properties of high purity niobium and tantalum refractory rare metals were investigated tn evaluate the physical purity. Higher purity niobium and tantalum metals showed lower hardness due to smaller solution hardening effect. Temperature dependence of electrical resistivity showed a typical metallic behavior. Remarkable decrease in electrical resistivity was observed for a high purity specimen at low temperature. However, thermal conductivity increased for a high purity specimen, and abrupt increase in thermal conductivity was observed at very low temperature, indicating typical temperature dependence of thermal conductivity for high purity metals. It can be known that reduction of electron-phonon scattering leads to increase in thermal conductivity of high purity niobium and tantalum metals at low temperature.

다중벽탄소나노튜브 복합재료의 계면 및 열전도도에 표면처리 방법이 미치는 영향 (Effect of Multi-wall Carbon Nanotube Surface Treatment on the Interface and Thermal Conductivity of Carbon Nanotube-based Composites)

  • 유기문;이성구;김성룡
    • 접착 및 계면
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    • 제11권4호
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    • pp.174-180
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    • 2010
  • 다중벽탄소나노튜브를 표면처리하여 polymethylmethacrylate (PMMA) 기재에 첨가하여 제조한 고분자 복합재료에서 탄소나노튜브의 표면처리가 계면 및 열전도도에 미치는 효과를 고찰하였다. Coagulation 방법과 atomic transfer radical polymerization (ATRP) 방법을 사용하여 탄소나노튜브를 표면 처리 하여 사용하였으며, ATRP 방법을 적용하여 제조한 복합재료는 coagulation 방법을 사용하여 제조한 복합재료보다 높은 열전도도와 투과도를 가졌다. 순수 PMMA의 열전도도가 0.21 W/mK인데 비하여 ATRP 방법으로 처리한 1 wt%의 탄소나노튜브를 첨가하였을 경우 0.38 W/mK로 열전도도가 향상되었다. 탄소나노튜브와 PMMA기재의 계면을 주사전자현미경을 이용하여 관찰한 결과 탄소나노튜브의 표면처리에 의해 기재 내에 분산이 향상되고 고분자기재-탄소나노튜브 계면에서의 접촉이 용이해져 포논산란이 감소되어 광 투과성을 가지면서 열전도도가 향상된 것으로 보인다.

풀밴드 몬데카를로 방법을 이용한 GaAs 임팩트이온화의 온도 의존성에 관한 연구 (A Study on the Temperature dependent Impact ionization for GaAs using the Full Band Monte Carlo Method)

  • 고석웅;유창관;정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.697-703
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    • 2000
  • 임팩트이온화현상은 소자의 크기가 점점 작아지면서, 높은 에너지에 있는 hot carrier 전송 을 해석하기 위해 매우 중요하므로 소자의 시뮬레이션에 정확한 임팩트이온화모델이 필수적이다. 털 연구에서는 의사포텐셜방법을 사용하여 풀밴드모델을 구하고, 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh 공식을 이용하여 유도하였다. 본 연구에서는 Gahs 임팩트이은화의 온도의존특성을 조사하기 위하여 Monte Carlo 시뮬레이터를 제작하여 임팩트이온화계수를 구하였다. 결과적으로, 임팩트이온화계수는 300K에서 실험값과 잘 일치하였다. 또한 에너지는 전계가 증가할수록 증가하고, 높은 온도에서는 포논 산란의 emission mode가 높기 때문에 에너지가 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화의 대수 fitting 함수 식은 온도와 전계에 대해 2차식으로 표현하였다. 대수 fitting 함수의 오차는 대부분 5%이내에 머물렀다. 그러므로 대수식으로 표현된 임팩트 이온화계수는 온도에 의존함을 알았고, 임팩트이온화계수를 구하는데 시간을 절약할 수 있다.

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NMOSFET에서 LDD 영역의 전자 이동도 해석 (Analysis of electron mobility in LDD region of NMOSFET)

  • 이상기;황현상;안재경;정주영;어영선;권오경;이창효
    • 전자공학회논문지A
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    • 제33A권10호
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    • pp.123-129
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    • 1996
  • LDD structure is widely accepted in fabricating short channel MOSFETs due to reduced short channel effect originated form lower drain edge electric field. However, modeling of the LDD device is troublesome because the analysis methods of LDD region known are either too complicated or inaccurate. To solve the problem, this paper presents a nonlinear resistance model for the LDD region based on teh fact that the electron mobility changes with positive gate bias because accumulation layer of electrons is formed at the surface of the LDD region. To prove the usefulness of the model, single source/drain and LDD nMOSFETs were fabricated with 0.35$\mu$m CMOS technolgoy. For the fabricated devices we have measured I$_{ds}$-V$_{gs}$ characteristics and compare them to the modeling resutls. First of all, we calculated channel and LDD region mobility from I$_{ds}$-V$_{gs}$ characteristics of 1050$\AA$ sidewall, 5$\mu$m channel length LDD NMOSFET. Then we MOSFET and found good agreement with experiments. Next, we use calculated channel and LDD region mobility to model I$_{ds}$-V$_{gs}$ characteristics of LDD mMOSFET with 1400 and 1750$\AA$ sidewall and 5$\mu$m channel length and obtained good agreement with experiment. The single source/drain device characteristic modeling results indicates that the cahnnel mobility obtained form our model in LDD device is accurate. In the meantime, we found that the LDD region mobility is governed by phonon and surface roughness scattering from electric field dependence of the mobility. The proposed model is useful in device and circuit simulation because it can model LDD device successfully even though it is mathematically simple.

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Monte Carlo 시뮬레이션을 이용한 Si 임팩트이온화계수의 온도 및 전계 특성 (The Temperature- and Field-dependent Impact ionization Coefficient for Silicon using Monte Carlo Simulation)

  • 유창관;고석웅;김재홍;정학기;이종인
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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    • pp.451-454
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    • 2000
  • 임팩트이온화는 고전계하에서 고에너지를 지닌 캐리어간 산란으로써 전자전송해석에 필수적인 요소이다. 임팩트이온화율 계산은 풀밴드 E-k관계와 페르미의 황금법칙을 이용하였다. 본 연구에서는 풀밴드 Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하여 온도 및 전계에 대한 Si 임팩트이온화계수를 조사하였다. 임팩트이온화 모델에 의해서 계산된 look의 임팩트이온화계수는 실험값과 잘 맞았다. 온도상승에 따른 임팩트이온화계수와 전자의 에너지는 포논산란의 emission 모드의 증가 때문에 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화계수의 대수는 온도와 전계에 대한 선형함수로 fitting 되었다. 이 선형함수의 오차는 5%이내이다. 결과적으로 임팩트이온화계수의 대수는 선형적으로 온도와 전계에 의존함을 알 수 있었다.

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GaAs임팩트이온화의 온도와 전계의존특성에 대한 연구 (A Study on the Temperature- and Field-Dependent Impact ionization for GaAs)

  • 고석웅;유창관;김재홍;정학기;이종인
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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    • pp.460-464
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    • 2000
  • 임팩트이온화현상은 소자의 크기가 점점 작아지면서, 높은 에너지에 있는 hot carrier 전송을 해석하기 위해 매우 중요하므로 소자의 시뮬레이션에 정확한 임팩트이온화모델이 필수적이다. 본 연구에서는 의사포텐셜방법을 사용하여 full 밴드모델을 구하고, 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh 공식을 이용하여 유도하였다. 본 연구에서는 GaAs 임팩트이온화의 온도와 전계에 대한 의존특성을 조사하기 위하여 Monte Carlo 시뮬레이터를 제작하여 임팩트이온화계수를 구하였다. 결과적으로, 임팩트이온화계수는 300K에서 실험 값과 잘 일치하였다. 또한 에너지는 전계가 증가할수륵 증가하고, 높은 온도에서는 포논산란의 emission mode가 높기 때문에 에너지가 감소함을 알 수 있었다. 임팩트 이온화의 대수 fitting 함수 식은 온도와 전계에 대해 2차 식으로 표현하였다. 대수 fitting 함수의 오차는 대부분 5%이내에 머물렀다. 그러므로 대수 식으로 표현된 임팩트이온화계수는 온도와 전계에 의존함을 알았고, 온도와 전계에 의존하는 임팩트이온화계수를 구하는데 시간을 절약할 수 있다

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Y2O3 첨가가 AlN 세라믹스의 방전 플라즈마 소결 거동 및 열전도도에 미치는 영향 (Effects of Y2O3 Addition on Densification and Thermal Conductivity of AlN Ceramics During Spark Plasma Sintering)

  • 차재홍;박주석;안종필;김경훈;이병하
    • 한국세라믹학회지
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    • 제45권12호
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    • pp.827-831
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    • 2008
  • Spark plasma sintering (SPS) of AlN ceramics were carried out with ${Y_2}{O_3}$ as sintering additive at a sintering temperature $1,550{\sim}1,700^{\circ}C$. The effect of ${Y_2}{O_3}$ addition on sintering behavior and thermal conductivity of AlN ceramics was studied. ${Y_2}{O_3}$ added AlN showed higher densification rate than pure AlN noticeably, but the formation of yttrium aluminates phases by the solid-state reaction of ${Y_2}{O_3}$ and ${Al_2}{O_3}$ existed on AlN surface could delay the densification during the sintering process. The thermal conductivity of AlN specimens was promoted by the addition of ${Y_2}{O_3}$ up to 3 wt% in spite of the formation of YAG secondary phase in AlN grain boundaries because ${Y_2}{O_3}$ addition could reduced the oxygen contents in AlN lattice which is primary factor of thermal conductivity. However, the thermal conductivity rather decreased over 3 wt% addition because an immoderate formation of YAG phases in grain boundary could decrease thermal conductivity by a phonon scattering surpassing the contribution of ${Y_2}{O_3}$ addition.

그래핀 산화물 분말 첨가에 의한 비스무스 텔루라이드 기지 복합재료의 열전에너지변환 특성 고찰 (Investigation on the Thermoelectric Properties of Bismuth Telluride Matrix Composites by Addition of Graphene Oxide Powders)

  • 김경태;민태식;김동원
    • 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.

Graphite Nanosheets/PVDF 복합체의 열전 성질 (Thermoelectric Properties of Graphite Nanosheets/Poly(vinylidene fluoride) Composites)

  • 윤호동;남승웅;응우옌 두;김대흠;김희숙
    • 폴리머
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    • 제37권5호
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    • pp.638-641
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    • 2013
  • 유연 열전소자를 제조하기 위한 열전재료로서, graphite nanosheet(GNS)와 poly(vinylidene fluoride) (PVDF)를 복합화하여 GNS/PVDF 복합체를 제조하였다. GNS의 함량에 따른 전기전도도, 열전도도, 지벡상수를 측정하여 열전성능을 확인하였다. GNS의 함량이 10에서 70 wt%로 증가하면서 전기전도도는 389에서 1512 S/m로 향상되는 결과를 보였다. 복합체의 전기전도도가 크게 증가하는 반면에 지벡 상수는 26.7에서 31.2 ${\mu}V/K$로 큰 변화를 보이지 않았으며, 열전도도 역시 0.24 W/m K를 유지하면서 변화를 보이지 않았다. 고분자와의 복합화를 통하여 GNS 자체의 높은 열전도도를 낮춤으로써 향상된 열전성능을 갖는 열전재료를 제조할 수 있었다.

$Sn_zCo_3FeSb_{12}$의 열전특성 (Thermoelectric Properties of $Sn_zCo_3FeSb_{12}$)

  • 이재기;윤석연;정재용;이정일;어순철;김일호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.126-127
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    • 2007
  • Sn-filled and Fe-doped $CoSb_3$ skutterudites were synthesized by encapsulated induction melting. Single ${\delta}$-phase was successfully obtained by subsequent annealing and confirmed by X-ray diffraction analysis. Temperature dependences of Seebeck coefficient, electrical resistivity and thermal conductivity were examined from 300 K to 700 K. The positive Seebeck coefficient confirmed the p-type conduction. Electrical resistivity increased with increasing temperature, which shows that the $Sn_zCo_3FeSb_{12}$ skutterudite is highly degenerate. Thermal conductivity was reduced by Sn-filling because the filler atoms acted as phonon scattering centers in the skutterudite lattice. Thermoelectric figure of merit was enhanced by Sn filling and its optimum filling content was considered to be z=0.3 in the $Sn_zCo_3FeSb_{12}$ system.

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