Band convergence is known to be effective in improving thermoelectric performance by increasing the Seebeck coefficient without significantly reducing electrical conductivity. Decoupling of the Seebeck coefficient and electrical conductivity in converged bands is the key requirement. Yet, the degree of decoupling depends on the band parameters of the converging bands. Herein, we report theoretical transport properties of two valence bands as their energy difference changes from 0.25 eV to 0 eV. In order to demonstrate the effect of band parameters in transport, we first conducted calculations for the case where the two bands have the same parameters. Then, we conducted the same calculation by doubling the density-of-states effective mass of one valence band. Given that there are two bands, each band's effective mass was doubled one at a time while the other band's effective mass remained constant. We found that the decoupling was strongest when the bands participating in convergence had the same band parameters.
스핀 궤도 각운동량의 상호작용은 저차원계 자성물질에서 나타나는 여러 가지 특이한 현상들의 물리적 원인을 제공하는 것으로 알려져 있다. 최근 들어 자성 도핑을 이용한 열전 물질의 합금에 대한 관심이 높아지면서, 열전 및 위상 절연체(Topological Insulator) 등의 물리적 성질 결정에 중요한 역할을 하는 페르미 에너지 준위 부근에서의 전자구조에 대한 스핀 궤도 각운동량의 효과 연구가 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 가장 일반적인 열전 호스트 물질인 비스무스 텔루라이드의 격자 상수 및 부피 팽창률에 대한 스핀 궤도 각운동량 상호작용의 효과를 연구하기 위하여 모든 전자(all-electron) FLAPW(full-potential linearized augmented plane wave) 방법을 이용하여 전자구조 계산을 수행하였다. 국소밀도 근사법 및 일반 기울기 보정법의 서로 다른 교환상호작용 퍼텐셜을 채용하고, 수평격자 및 수직격자를 분리하여 변화시키는 구조최적화 계산을 통하여, 스핀-궤도 각운동량 상호작용의 효과가 격자상수 평형 값을 약하게 증가시키는 반면, 부피탄성률을 크게 감소시키는 영향을 주며, 그 효과는 구조적 이방성이 뚜렷한 비스무스 텔루라이드의 특성에 의하여 격자방향에 대한 의존성을 보인다는 것을 확인했다.
본 연구에서는 대한민국 해군 함정의 하절기 운용 및 적도지병 파병 간 발생하고 있는 VRTU 과열로 인한 고온경보 발생과 장비정지 발생현상을 해결하기 위하여 해군 군수사령부 함정기술연구소와 공동연구를 수행하였다. 열전소자 냉각장치 설치에 따른 냉각효과를 확인하고, 전산 열 유동해석을 수행하여 VRTU 내부 열 유동특성을 분석하였다. 또 해석을 통해 기관실(디젤엔진룸) 내부의 온도분포를 살펴보고 VRTU 과열방지를 위한 최적의 설치위치를 알아보았다. 분석결과, 냉각장치를 설치함에 따라 VRTU 내부 평균 체적온도가 약 10 ℃ 감소하는 것을 확인하였으며 냉각장치에 설치된 Fan은 열 순환을 원활하게 하여 냉각효과를 높였다. 기관실 내부는 디젤엔진 상부에서 높은 온도분포를 나타냈고 통풍관 디퓨저 하부에서 가장 낮은 온도분포를 보였다. 열전소자 냉각장치는 높은 냉각성능을 나타내었으며, VRTU는 과열방지를 위하여 기관실의 통풍관 디퓨저 하부에 설치하는 것이 적절할 것으로 판단된다.
Kim, Dong-Jun;Park, Jin-Seok;Ryu, Ho Jin;Jeong, Jong-Ryul;Chung, Chang-Kyu;Park, Byong-Guk
Journal of Magnetics
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제21권2호
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pp.159-163
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2016
Antiferromagnet (AFM)/ferromagnet (FM) bilayer structures are widely used in the magnetic devices of sensor and memory applications, as AFM materials can induce unidirectional anisotropy of the FM material via exchange coupling. The strength of the exchange coupling is known to be sensitive to quality of the interface of the AFM/FM bilayers. In this study, we utilize proton irradiation to modify the interface structures and investigate its effect on the magnetic properties of AFM/FM structures, including the exchange bias and magnetic thermoelectric effect. The magnetic properties of IrMn/CoFeB structures with various IrMn thicknesses are characterized after they are exposed to a proton beam of 3 MeV and $1{\sim}5{\times}10^{14}ions/cm^2$. We observe that the magnetic moment is gradually reduced as the amount of the dose is increased. On the other hand, the exchange bias field and thermoelectric voltage are not significantly affected by proton irradiation. This indicates that proton irradiation has more of an influence on the bulk property of the FM CoFeB layer and less of an effect on the IrMn/CoFeB interface.
This paper presents temperature control of aluminum plate using Peltier module. As one of the thermoelectric effect, Peltier effect is heat pumping phenomena by electric energy. So if current is charged to Peltier module, it absorbs heat from low temperature side and emits heat to high temperature side. In this experiment, Peltier module is used to control the temperature of small aluminum plate with heating and cooling ability of Peltier module with current control and fan On/OFF control. And current control of Peltier module was accomplished by PWM method. As a results of experiments, it takes about 125sec to control temperature of aluminium plate between $30^{\circ}C\;and\;70^{\circ}C$ and about 70sec between $40^{\circ}C\;and\;60^{\circ}C$, in ambient temperature $29^{\circ}C$ while operating cooling fan only while cooling duration. Future aim is to realize more rapid temperature control and develop SMHA(special metal hydride actuator) by using Peltier module as a heating and cooling source.
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 $450^{\circ}C$.
In this study, we synthesized $Ag_2Se$ nanoparticles (NPs) in an aqueous solution and investigated the thermoelectric characteristics of $Ag_2Se$ NPs thin films on plastic substrates. Regardless of thermal annealing treatment, all the $Ag_2Se$ NPs thin films show the negative Seebeck coefficients, indicating the n-type characteristics. As the annealing temperature increases, the electric conductivity increases while the Seebeck coefficient decreases. The electric conductivity of the thin film annealed at $180^{\circ}C$ is larger by $10^6$ times, compared with the as-prepared thin film, And the maximum power density for the thin film annealed at $180^{\circ}C$ is calculated to be $44{\mu}W/cm^2$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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