나노기술 및 정책 정보

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● 김경태 박사(한국재료연구원) 연구팀은 원자 규모의 결함을 인위적으로 형성한 비스무트 텔루라이드(Bi-Te)계 열전 반도체 재료를 개발하고, 버려지는 열에너지를 활용하기 위한 물성 향상 솔루션을 제시

● 연구팀은 도핑 소재로 안티모니(Sb)를 포함한 p형 Bi-Te 열전 반도체가 최적의 성능을 달성할 가능성이 높다는 점에 착안해 n형 열전 반도체에 Sb를 집어넣고도 n형 특성을 나타내는 소재를 개발

● 이어 연구팀은 n형 열전 반도체 제조 과정에서 전자 형성을 촉진하는 원자 결함과 열전달 매개체인 격자 포논의 전달을 늦추는 원자층 간 비틀림을 인위적으로 유도해 전기전도도는 증가시키고 열전도도는 낮추는 방법을 개발

● 연구팀이 개발한 n형 열전 반도체는 전기전도도를 2배 이상 향상시키고, 열전도도는 감소하는 등 열전소자에 필요한 열-전기 물성을 확보

● 본 연구는 전통적인 분말야금 기술로 원자 수준의 결함이 제어된 나노구조 열전 반도체 소재 기술을 개발한 데 의의가 있으며, 향후 200℃ 이하의 열을 재활용할 때 에너지변환 성능과 재료 조합이 용이한 본 기술이 적용될 것으로 기대

ACS Applied Materials & Interfaces (2024.06.29.), Synergistic Tailoring of Electronic and Thermal Transports in Thermoelectric Se-Free n-Type (Bi,Sb)2Te3

※ 한국연구재단과 과학기술정보통신부의 STEAM연구 지원