• Carbon letters
• /
• 제21권
• /
• pp.8-15
• /
• 2017

The thermoelectric Seebeck and Peltier effects of a single walled carbon nanotube (SWCNT) quantum dot nanodevice are investigated, taking into consideration a certain value of applied tensile strain and induced ac-field with frequency in the terahertz (THz) range. This device is modeled as a SWCNT quantum dot connected to metallic leads. These two metallic leads operate as a source and a drain. In this three-terminal device, the conducting substance is the gate electrode. Another metallic gate is used to govern the electrostatics and the switching of the carbon nanotube channel. The substances at the carbon nanotube quantum dot/metal contact are controlled by the back gate. Results show that both the Seebeck and Peltier coefficients have random oscillation as a function of gate voltage in the Coulomb blockade regime for all types of SWCNT quantum dots. Also, the values of both the Seebeck and Peltier coefficients are enhanced, mainly due to the induced tensile strain. Results show that the three types of SWCNT quantum dot are good thermoelectric nanodevices for energy harvesting (Seebeck effect) and good coolers for nanoelectronic devices (Peltier effect).

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.1883-1889
• /
• 2013

Fe-Si계 합금은 우주탐사용으로 응용되고 있는 Si-Ge합금보다는 낮은 성능지수를 나타내지만 원료가 풍부하여 저가이고, 제조가 간단하며, $800^{\circ}C$까지 사용가능한 중고온용 열전발전재료이다. 본 연구에서는 고주파 진공유도로를 이용해서 제조한 p형 $FeSi_2$의 열전물성에 미치는 입자크기 및 첨가물 영향에 대해 조사하였다. 조성입자크기가 작을수록 소결밀도 증가와 함께 입자와 입자간의 연결성 향상에 의해 도전율이 증가하였다. Seebeck 계수는 600~800K에서 최고값을 나타내었고, 잔존하는 ${\varepsilon}$-FeSi 금속전도상에 의해 약간 감소하였다. $Fe_2O_3$ 및 $Fe_3O_4$를 첨가한 경우, 잔존 금속전도상 및 Si 결핍양 증가에 의해 도전율은 증가하였고 Seebeck 계수는 감소하였다. 반면에 $SiO_2$를 첨가한 경우에는 도전율과 Seebeck 계수 모두 상승하였다.

• 센서학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.234-238
• /
• 2009

We have investigated the effects of dopant on the thermoelectric properties that $La_{(1-x)}M_xCoO_3$(M=Sr, Ca;x=0, 0.1) bulk ceramics fabricated by the conventional solid state reaction method. The Seebeck coefficient of $La_{(1-x)}M_xCoO_3$(M=Sr, Ca;x=0, 0.1) bulk ceramics was measured at wide temperature range from 300 K to 673 K. The thermoelectric properties(Seebeck coefficient and electrical resistivity) depend strongly on the kinds of dopants. Sr and Ca dopant decrease the Seebeck coefficient. Density of sintered $La_{0.9}Sr_{0.1}CoO_3$ ceramic at 1523 K was 7.12 $g/cm^2$ and Seebeck coefficient was 35 ${\mu}V/K$ at 663 K. However, the electrical resistivity of the Sr doped sample was low and stable.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.432-437
• /
• 2000

Thermoelectric properties of p-type SiGe alloys prepared by a RF inductive furnace were investigated. Non-doped Si80Ge20 alloys were fabricated by control of the quantity of volatile Ge. The carrier of p-type SiGe alloy was controlled by B-doping. B doped p-type SiGe alloys were synthesized by melting the mixture of Ge and Si containing B. The effects of sintering/annealing conditions and compaction pressure on thermoelectric properties (electrical conductivity and Seebeck coefficient) were investigated. For nondoped SiGe alloys, electrical conductivity increased with increasing temperatures and Seebeck coefficient was measured negative showing a typical n-type semiconductivity. On the other hand, B-doped SiGe alloys exhibited positive Seebeck coefficient and their electrical conductivity decreased with increasing temperatures. Thermoelectric properties were more sensitive to compaction pressure than annealing time. The highest power factor obtained in this work was 8.89${\times}$10-6J/cm$.$K2$.$s for 1 at% B-doped SiGe alloy.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.695-695
• /
• 2013

양단간의 온도차를 이용한 열전 발전 및 펠티어 효과를 이용한 열전냉각 소자는 전기와 열의 직접적인 변환으로 활용도가 높아 차세대 에너지 연구 분야로 각광 받고 있다. 열전 소자의 성능 척도는 성능지수 Z (Figure of Merit)로 나타내며, Seebeck 계수 및 전기전도도, 열전도도의 관계로 주어지게 되고 재료의 물성치가 소자의 성능에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, 열전재료의 성능을 높이는 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 최근 에너지 밴드 구조를 조절하여 Seebeck계수의 향상을 시도하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이는 페르미 레벨근처에 도핑 된 원자들이 Density of states에 추가로 준위를 형성하여 Seebeck 계수 향상을 가능하게 한다. 본 연구에서는 상온용 열전 물질인 $Bi_2Te_3$에 Iodine 도핑을 통한 열전 성능 변화를 고찰하고자 한다. $Bi_2Te_3$는 유기금속 화합물 증착 방법으로 성장하였고 기판으로 $4^{\circ}$기울어진 GaAs를 사용 하였다. 전기적 특성은 Seebeck 측정 및 Van der Pauw법에 의한 Hall measurement 방법으로 분석하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.85-86
• /
• 2012

• 한국진공학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.153-158
• /
• 2005

순간 증착법으로 제조한 n형 $Bi_2Te_{2.4}Se_{0.6}$ 박막에 대하여 유효 평균 자유 행로 모델을 적용하여 박막의 두께가 열전 특성에 영향을 미치지 않는 임계 두께를 구하였다. 또한 열처리 전후 전자 농도 및 이동도의 변화를 조사하여 열처리에 의한 열전 특성의 변화를 역구조 결함과 관련하여 설명하였다. Seebeck 계수와 전기 비저항 모두 두레의 역수와 직선적인 관계를 보였으며, 이로부터 구한 평균 자유 행로는 $5120\AA$이었다. 열처리에 의해 전자의 이동도가 증가하였지만, 역구조 결함의 감소로 인해 운반자의 전자 농도가 현저히 감소하여, 결국 전기전도도가 감소하고 Seebeck 계수가 증가하였다 473k에서 1시간 동안 열처리한 Seebeck 계수와 전기전도도는 각각 $-200\;\mu V/k$와 $510\omega^{-1}cm^{-1}$이었다 또한, 열처리에 의해 열전 성능 인자가 상당히 향상되어 $20\times10^{-4}\;W/(mK^2)$를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.13-19
• /
• 2021

n형 SiC 반도체에서 적층 결함이 열전 물성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. ��-SiC 분말 성형체를 질소 분위기에서 1600~2100 ℃, 20~120분간 열처리해서 30~42 %의 기공률을 갖는 다공질 SiC 반도체를 제작하였다. X선 회절 분석으로 적층 결함량, 격자 스트레인 및 격자 상수를 산출하였고, 미세 구조 분석을 위해서 기공률 및 비표면적 측정과 함께, 주사 전자현미경 (SEM), 투과 전자현미경 (TEM) 및 고분해능 전자현미경 (HREM) 등을 관찰하였다. Ar 분위기 550~900 ℃에서 도전율과 Seebeck 계수를 측정 및 산출하였다. 열처리 온도가 높을수록, 처리 시간이 길어질수록 캐리어 농도 증가 및 입자와 입자간의 연결성 향상에 의해 도전율이 향상되었다. 도너로 작용하는 질소의 고용으로 Seebeck 계수는 음(-)의 값을 나타내었고, 도전율과 마찬가지로 열처리 온도 및 시간이 상승함에 따라 Seebeck 계수의 절대 값이 증가하였다. 이는 적층 결함의 감소, 즉 입자 및 결정 성장과 함께 적층 결함 밀도의 감소에 의해 포논의 평균 자유 행정이 증가해서 결과적으로 포논-드랙 효과에 의한 Seebeck 계수의 향상으로 나타난 것으로 판단된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 및 제8회 신소재 심포지엄 논문개요집
• /
• pp.209-209
• /
• 2005

• 한국세라믹학회지
• /
• 제40권10호
• /
• pp.991-997
• /
• 2003

SiC세라믹스의 열전변환물성에 미치는 A1$_4$C$_3$ 첨가효과에 대해 연구하였다. $\alpha$-SiC 분말에 A1$_4$C$_3$를 첨가하여 Ar분위기 2100∼220$0^{\circ}C$에서 3시간 소결하여 상대밀도 47∼59%인 다공질 SiC세라믹스를 제조하였다. X-선 회절분석 및 주사형 전자현미경으로 소결체의 상조성과 미세구조를 분석하였으며, A1$_4$C$_3$ 첨가에 의해 6H에서 4H로의 상전이 발생을 관찰할 수 있었다. 전기전도도와 Seebeck 계수를 Ar 분위기 550∼95$0^{\circ}C$에서 측정하였다. 무첨가 시료의 경우 출발원료중에 함유된 p형 불순물(Al, Fe)에 의해 Seebeck 계수가 정(+)의 값을 나타내었으며, 소결온도가 증가함에 따라 전기전도도가 증가하였다. A1$_4$C$_3$ 첨가 시료의 전기전도도는 상전이 및 캐리어농도 증가에 의해 무첨가 시료보다 높았으며, 또 Seebeck 계수도 크게 나타났다. 시료의 밀도, 첨가량 및 소결조건이 열전변환물성에 크게 기여하였다.