Bi-Te계 열전반도체 분말의 산화가 열전특성에 미치는 영향

초록

BiTe3계 열전반도체는 현재 가장 널리 이용되고 있는 열전재료이며, 특히 상온근방에서 열전특성이 우수하여 냉각용 소자로 사용되고 있다. 기존의 단결정 또는 일방향 응고시킨 Bi2Te3계 열전소자는 우수한 성능지수를 나타내지만 제조가 어렵고, 소재의 기계적 강도가 낮아 가공이 어려운 문제점 때문에 최근에는 열전재료의 기계적 특성을 향상시킬수 있는 소결법에 대한 연구가 많이 행해지고 있다. 그러나 소결법의 경우, 가공의 정도 및 산화등에 의해 열전특성이 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있으며, 특히 n형 열전반도체의 경우 분말의 산화로 인하여 산소가 doner로 작용한다고 보고되고 있지만, 이에 대한 체계적인 연구는 행해지지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 분말제조시 각각의 ball mill조건에 따른 시료의 산소량을 측성하고, 수소환원 조건에 따른 산소량의 변화를 고찰하고자 한다. 또한 SPS를 이용하여 수소환원한 분말과 환원하지 않은 분말로 열전소결체를 제조하여 열전특성(열전능, 비저항, 열전도도)를 평가함으로써, 산소가 열전재료의 열전특성에 미치는 영향을 검토하고자 하였다.