High temperature rare earth and Si-Ge thermoelectric materials

국문 초록 (Abstract)

상온에서 기계적 밀링공정으로 희토류 황화물들 (Y₂S₃, Er₂S₃, Tm₂S₃, Yb₂S₃,Lu₂S₃ )의 준 안정 결정 고온-고압상들을 연구하였다. Dy₂S₃의 경우, 기계적 밀링에의해 상온에서 안-(사방정)상이 준 안정고온상 r-상으로 상변화 하였다. Y₃S₃,Er₂S₃, Rb₂S₃도 역시 기계적 따라 고압상인 r-상으로 상변태하였다. Tm₂S₃와Lu₂S₃인 경우, 상온상과 고압상이 공존함을 �y₂S₃와 Y₂S₃를 160 시간 동안기계적 밀링한 결과, 비정질로 변화하지 않고, 처음에 만들어�고압상이 그대로존재하였다. 고온 열전 반도체로서, Copper를 도핑한 Dy₂S₃ compounds[Cux(Dy-x]의Hall 효과, 전기저항도, Seebeck 계수등을 측정하였다. 이때 Copper 함량(x)은 0. 006에서0. .상온에서 1000℃ 온도번위에서는 Copper를 도핑한 Dy₂S₃도 degenerateSemiconductor거동을 �tinerant conduction mechanism을 보였다. Electron밀도가증가함에 따라 Hall이동도가 증가하는현상을 보였다. 전기저항도와 Seebeck계수는 온도에 따라 증가하였고, 전기저항도인 경우 약 900최고값(4. 35-7. 13 mohm-cm)을보였고, Seebeck계수인 경우도 약900℃에서 최고값 (-163에서 -177 V/℃)이 나타났다. Copper 를 도핑한 Dy₂S₃compound들은 모두 n-type 거동을 하였다. 새로운 두핑공정, 즉 고상 확산 기구를 이용한 기계적 합금화와 기체 확산기구인 개스도핑공정으로PhosphoSi80 Ge20합금에 도핑하면 900℃-1200℃에서 phosphorus의 전기활동도가기존의 최고값 (2. 1x10²) 이상으로 증가 (2. 5-2. 9x10 ² /cm³)한다는 것을발견하였다. 이헌한 증가는 defect 밀도와 뮈О活�있는 것으로 보였다. Si-Ge에서Ge 함량이 증가 할 수록 phosphorus의 전기활동도는 감소며, 그 이유는 순순한Ge에서의 phosphorus의 전기활동도는 순수한 Si에서의 전기활동도에 비해 횃㏏�潔駭� Electorn밀도가 증가할수록 전자-전자 충돌현상 때문에 Hall이동도는감소하였다. 전도는 상온에서 450℃ 조금씩 감소하다가 450℃부터 600℃구간에서는큰 폭으로 증가하였다. 600℃대값 (1. 5-1. 75 mohm-cm)을 보이고 계속 감소하였다. 450-600℃에서 전기저항도가 크게 증가하는 온도구간에서 phosphorus의 전기활동도가최저가 되기 때문이었다. Seebeck게수도 유사한 현상을 .