• Title/Summary/Keyword: ZT

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Thermal Decomposition Synthesis of CoSb3 Nanoparticle by Hot Injection Method (열분해와 Hot Injection법을 이용한 CoSb3 나노분말합성)

  • Kim, Min-Suk;Ahn, Jong-Pil;Kim, Kyung-Ja;Park, Joo-Seok;Kim, Kyoung-Hun;Kim, Hyung-Sun
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.50 no.6
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    • pp.476-479
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    • 2013
  • $CoSb_3$ with its high electrical conductivity, Seebeck coefficient and rather low thermal conductivity is quite a promising material for thermoelectric conversion applications. A potentially high figure of merit (ZT) can be achieved by a nanostructure evolution of thermoelectric materials. In this work, $CoSb_3$ nanoparticles were synthesized through a thermal decomposition method in cooperation with a hot injection technique. Nano-sized $CoSb_3$ particles were obtained through the thermal decomposition reaction between the pre-heated cobalt-oleate at $320^{\circ}C$ and the injected antimony oleate with room temperature. The results showed that the particle size was increased with increasing synthesis temperature and the crystallinity of particles was improved with temperature but the decomposition of $CoSb_3$ was observed at $320^{\circ}C$. The $CoSb_3$ particles synthesized at $300^{\circ}C$ showed a high purity and an homogeneous shape with average particle size of 26 nm.

Study on Thermoelectric Properties of Cu Doping of Pulse-Electrodeposited n-type Bi2(Te-Se)3 Thin Films (펄스 전기도금법에 의해 제조된 n형 Bi2(Te-Se)3 박막의 Cu 도핑에 따른 열전특성에 관한 연구)

  • Heo, Na-Ri;Kim, Kwang-Ho;Lim, Jae-Hong
    • Journal of the Korean institute of surface engineering
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    • v.49 no.1
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    • pp.40-45
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    • 2016
  • Recently, $Bi_2Te_3$-based alloys are the best thermoelectric materials near to room temperature, so it has been researched to achieve increased figure of merit(ZT). Ternary compounds such as Bi-Te-Se and Bi-Sb-Te have higher thermoelectric property than binary compound Bi-Te and Sb-Te, respectively. Compared to DC plating method, pulsed electrodeposition is able to control parameters including average current density, and on/off pulse time etc. Thereby the morphology and properties of the films can be improved. In this study, we electrodeposited n-type ternary Cu-doped $Bi_2(Te-Se)_3$ thin film by modified pulse technique at room temperature. To further enhance thermoelectric properties of $Bi_2(Te-Se)_3$ thin film, we optimized Cu doping concentration in $Bi_2(Te-Se)_3$ thin film and correlated it to electrical and thermoelectric properties. Thus, the crystal, electrical, and thermoelectric properties of electrodeposited $Bi_2(Te-Se)_3$ thin film were characterized the XRD, SEM, EDS, Seebeck measurement, and Hall effect measurement, respectively. As a result, the thermoelectric properties of Cu-doped $Bi_2(Te-Se)_3$ thin films were observed that the Seebeck coefficient is $-101.2{\mu}V/K$ and the power factor is $1412.6{\mu}W/mK^2$ at 10 mg of Cu weight. The power factor of Cu-doped $Bi_2(Te-Se)_3$ thin film is 1.4 times higher than undoped $Bi_2(Te-Se)_3$ thin film.

Zero Torque Control of Switched Reluctance Motor for Integral Charging (충전기 겸용 스위치드 릴럭턴스 전동기의 제로토크제어)

  • Rashidi, A.;Namazi, M.M;Saghaian, S.M.;Lee, D.H.;Ahn, J.W.
    • The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.66 no.2
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    • pp.328-338
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    • 2017
  • In this paper, a zero torque control scheme adopting current sharing function (CSF) used in integrated Switched Reluctance Motor (SRM) drive with DC battery charger is proposed. The proposed control scheme is able to achieve the keeping position (KP), zero torque (ZT) and power factor correction (PFC) at the same time with a simple novel current sharing function algorithm. The proposed CSF makes the proper reference for each phase windings of SRM to satisfy the total charging current of the battery with zero torque output to hold still position with power factor correction, and the copper loss minimization during of battery charging is also achieved during this process. Based on these, CSFs can be used without any recalculation of the optimal current at every sampling time. In this proposed integrated battery charger system, the cost effective, volume and weight reduction and power enlargement is realized by function multiplexing of the motor winding and asymmetric SR converter. By using the phase winding as large inductors for charging process, and taking the asymmetric SR converter as an interleaved converter with boost mode operation, the EV can be charged effectively and successfully with minimum integral system. In this integral system, there is a position sliding mode controller used to overcome any uncertainty such as mutual inductance or DC offset current sensor. Power factor correction and voltage adaption are obtained with three-phase buck type converter (or current source rectifier) that is cascaded with conventional SRM, one for wide input and output voltage range. The practicability is validated by the simulation and experimental results by using a laboratory 3-hp SRM setup based on TI TMS320F28335 platform.

Development and Application of Convergence Process with Solid-Liquid Separation and Membrane for Wastewater Treatment and Reuse (초고속 고액분리 시스템과 분리막을 이용한 농업용수 재이용 수처리시스템 개발 및 현장적용)

  • Choi, Sunhwa;Kim, Haedo;Jang, Kyusang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.591-591
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    • 2016
  • 최근에는 재이용을 위한 하 폐수의 처리 공정에 막을 이용한 기술적용이 증가되고 있는 추세이다(현 등, 2005). 막(membrane)을 이용한 수처리 공정은 원수에 상관없이 고도처리가 가능하며, 재이용수 이용 용도에 따른 수질제어가 가능할 뿐만 아니라 운용의 편리성 때문에 많은 각광을 받고 있다(박 등, 2004). 본 연구에서는 하수처리에 이용되는 분리막의 성능을 극대화하고, 분리막의 오염부하를 줄여주기 위하여 분리막 직전 전처리 시설로 부상방식의 고액분리장치를 개발하였다. 초고속 고액분리시스템은 기존의 응집부상공정을 응용한 기술로서 유기물의 응집시간을 최대 10초~2분 이내로 줄이는 기술을 바탕으로 타워형 모듈 형태로 개발하였다. 초고속 고액분리시스템과 분리막을 연계한 재이용수 수처리시스템의 성능 평가 및 현장적용을 위해 제주도 서부 하수 처리장에 일 $3,000m^3$ 규모의 Test-bed를 구축하였다. 구축된 하수재이용시스템의 처리 공정도는 "유입${\rightarrow}$고액분리시스템${\rightarrow}$분리막(UF, RO)${\rightarrow}$농경지 공급"으로 구성되어 있다. 먼저 하수처리장 방류수를 1차 유입조에 압송하면 전처리시설인 고액분리시스템을 통해 SS 등 입자성 물질이 처리되고, 다음 공정인 2차 처리공정(UF/RO)을 통과한 처리수는 인근지역의 농업용수로 공급되고 있다. 고액분리시스템은 ZT(Zeta Potential Tower) 모듈에서 유입수에 함유되어 있는 부유물질(SS), 유기물(질소, 인)을 응집제와 순간 반응시켜 응결, 응집, 부상방식으로 제거하는 공정이다. 고속 고액분리장치는 분리막 공정과 융 복합하여 다양한 유입수 성상에 따른 수처리를 가능하게 하여 재이용수 수질 향상뿐만 아니라 안정된 수자원 확보 측면에서 긍정적인 기술로 평가되었다.

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Talbot imaging of periodic amplitude objects and its visibility (주기적인 진폭격자들에 의한 Talbot 결상 및 가시도 분석)

  • Kim, Young-Ran;lee, Seung-Bok;Jo, jae-Heung;Chang, Soo;Rim, Cheon-Seog
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.12 no.2
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    • pp.83-90
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    • 2001
  • The Talbot effect for periodic objects with the spatial period p illuminated by expanded coherent light is analyzed by Fresnel diffraction theory, and the Talbot distance (Zr) at which we can observe 1: 1 imaging without any lenses can be defined. We confmned experimentally the Talbot imaging of line, circular, X -type and '||'&'||'copy;-type 2 dimensional alTay gratings at ZT. At the same time, we observed phase reversed Talbot imaging at Zr/2 and Talbot subimage with p/2 at Zr/4 and 3Zr/4. The visibility of Talbot images as a function of the number of slits of the input grating was measured by the FFf (Fast Fourier Transform) results of these images. As a result stationary maximum visibility of V = 0.25 was obtained from grating numbers with more than 15 slit pairs.

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Fabrication of Bi2Te2.5Se0.5 by Combining Oxide-reduction and Compressive-forming Process and Its Thermoelectric Properties (산화물환원과 압축성형 공정에 의한 Bi2Te2.5Se0.5 화합물의 제조와 열전특성)

  • Young Soo Lim;Gil-Geun Lee
    • Journal of Powder Materials
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    • v.31 no.1
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    • pp.50-56
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    • 2024
  • We report the effect of plastic deformation on the thermoelectric properties of n-type Bi2Te2.5Se0.5 compounds. N-type Bi2Te2.5Se0.5 powders are synthesized by an oxide-reduction process and consolidated via spark-plasma sintering. To explore the effect of plastic deformation on the thermoelectric properties, the sintered bodies are subjected to uniaxial pressure to induce a controlled amount of compressive strains (-0.2, -0.3, and -0.4). The shaping temperature is set using a thermochemical analyzer, and the plastic deformation effect is assessed without altering the material composition through differential scanning calorimetry. This strategy is crucial because the conventional hot-forging process can often lead to alterations in material composition due to the high volatility of chalcogen elements. With increasing compressive strain, the (00l) planes become aligned in the direction perpendicular to the pressure axis. Furthermore, an increase in the carrier concentration is observed upon compressive plastic deformation, i.e., the donor-like effect of the plastic deformation in n-type Bi2Te2.5Se0.5 compounds. Owing to the increased electrical conductivity through the preferred orientation and the donor-like effect, an improved ZT is achieved in n-type Bi2Te2.5Se0.5 through the compressive-forming process.

마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착한 Sn doped IZO 박막의 열전 특성

  • Byeon, Ja-Yeong;Song, Pung-Geun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.253-253
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    • 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.

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Preprocessed Cholesky-Factor Downdatings for Observation Matrices (관측행렬에 대한 전처리 Cholesky-Factor Downdating 기법)

  • Kim, Suk-Il;Lee, Chung-Han;Jeon, Joong-Nam
    • The Transactions of the Korea Information Processing Society
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    • v.3 no.2
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    • pp.359-368
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    • 1996
  • This paper introduces PGD(Preprocessed Givens Downdating)and PHD(Preprocessed Hyperbolic Downdating) algorithms, wherein a multiple-row observation matrix $Z^T$ is factorized into a partial Cholesky factor Rz, such that $Z^T$ = $Q_zR_z, Q_zQ^T_z=I$, and then Rz is recursively downdated by using GD(Givens Downdating)and HD(Hyperbolic Dondating), respectively. Time complexities of PGD and PHD algorithms are $pn^2$$5n^3/6$$pn^2$$n^3/3$ flops, respectively, if p$\geq$n, while those of the existing GD and HD are known to be $5pn^2/2$ and $2pn^2$ flops,, respectively. This concludes that the factorization of observation matrices, which we call preprocessing, would improve the overall performance of the downdating process. Benchmarks on the Sun SPARC/2 system also show that preprocessing would shorten the required downdating times compared to those of downdatings without preprocessing. Furthermore, benchmarks also show that PHD provides better performance than PGD.

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Piezoelectric Properties of 0.65Pb(Zr1-xTix)O3-0.35Pb(Zn1/6Ni1/6Nb2/3)O3 Ceramics and Their Application to Piezoelectric Energy Harvester (0.65Pb(Zr1-xTix)O3-0.35Pb(Zn1/6Ni1/6Nb2/3)O3 세라믹의 압전 특성 및 압전 에너지 하베스터 적용)

  • Jo, Sora;Kim, Daesu;Cho, Yuri;Son, Sin Joong;Kang, Hyung-Won;Nahm, Sahn;Han, Seung Ho
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.31 no.4
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    • pp.216-220
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    • 2018
  • The piezoelectric properties of $0.65Pb(Zr_{1-x}Ti_x)O_3-0.35Pb(Zn_{1/6}Ni_{1/6}Nb_{2/3})O_3$ ($PZT_x-PZNN$) ceramics with $0.530{\leq}x{\leq}0.555$ were investigated for application to piezoelectric energy harvesters. Although a morphotropic phase boundary (MPB) was found at approximately x = 0.545, the ceramic with the highest figure of merit (FOM) ($d_{33}{\times}g_{33}$) was observed at a composition of x = 0.540. Values of this figure of merit, $d_{33}{\times}g_{33}$, of $19.6pm^2/N$ and $20.2pm^2/N$ were obtained from $PZT_{0.540}-PZNN$ ceramics sintered at $920^{\circ}C$ and $950^{\circ}C$, respectively. A high output power of $937{\mu}W$ and a high power density of $3.3mW/cm^3$ were obtained from unimorph-type piezoelectric energy harvesters fabricated using $PZT_{0.540}-PZNN$ ceramic sintered at $920^{\circ}C$ for 4h.

The Changes of CO Gas Sensing Properties of ZnO and $SnO_2$ with Addition $TiO_2$ ($TiO_2$첨가에 의한 ZnO와 $SnO_2$의 일산화탄소 감응특성 변화)

  • Kim, Tae-Won;Choi, U-Sung;Jun, Seon-Taek
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.8 no.4
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    • pp.312-316
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    • 1998
  • ZnO- TiO$_2$, and Sn0$_2$ - Ti0$_2$ ceramic composites doped with TiO$_2$ were prepared and their electrical and 1000ppm CO gas sensing properties were investigated. The phases of samples were analyzed by XRD, and the microsturctures of the fractured surface of samples were observed by SEM. A carbon monoxide gas sensitivity was de¬fined as the ratio of the resistance in dry air atmosphere(R$drt air$) to the resistance in 1000ppm CO gas atmosphere(R$_co$) The CO gas sensitivity of Smol% Ti0$_2$-added ZnO decreased about 1.7 times compared to that of pure ZnO. On the other hand, the maximum CO gas sensitivity of Ti0$_2$-added SnO$_2$ increased about 2.5 times compared to that of pure SnO$_2$. Therefore, the CO gas sensitivies of SnO$_2$-TiO$_2$ composite were better than those of ZnO- Ti0$_2$ and the temper¬ature range showing the maximum sensitivity for Sn0$_2$-TiO$_2$ composite was lower than that for ZnO- Ti0$_2$.

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