• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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• pp.459-460
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• 2006

N-type $Bi_2Te_3-Sb_2Te_3$ solid solutions doped with 1$CdCl_2$ was prepared by melt spinning, crushing and vacuum sintering processes. Microstructure, bending strength and thermoelectric property were investigated as a function of the doping quantity from 0.03wt.% to 0.10wt.% and sintering temperature from $400^{\circ}C$ to $500^{\circ}C$, and finally compared with those of conventionally fabricated alloys. The alloy showed a good structural homogeneity as well as bending strength of $3.88Kgf/mm^2$. The highest thermoelectric figure of merit was obtained by doping 0.03wt.% and sintering at $500^{\circ}C$.

• 한국재료학회지
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• 제10권3호
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• pp.246-252
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• 2000

기계적 합금화 공정을 이용하여 제조한 $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})_3$ 가압소결체의 가압소결온도에 따른 열전특성을 분석하였다. $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})_3$ 가압소결체는 $300^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$ 범위의 가압소결온도에 무관하게 n형 전도를 나타내었다. $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})$ 합금분말을 (50% $H_2+50%$ Ar) 분위기에서 환원처리시, 분말 표면의 산화층 제거 및 과잉 Te 공격자의 소멸에 기인한 전자 농도의 감소로 가압소결체의 Seebeck 계수가 양의 값으로 변화하였다. $450^{\circ}C$ 이상의 온도에서 가압소결시 가압소결온도의 증가에 따라 $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})$ 합금의 성능지수가 증가하였으며, $550^{\circ}C$에서 가압소결시 $1.92{\times}10^{-3}/K$의 최대성능지수를 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술회의 초록집
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• pp.11-11
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• 2010

In order to design for nano structured materials with enhanced thermoelectric properties, the alloys in the pseudo-binary $Bi_2Te_3$-PbTe system were investigated for their micro structure and thermal properties. For this synthesis the liquid alloys were cooled by water quenching method. The micro structure images were taken by using electron probe micro analyzer (EPMA). Dendritic and lamellar structures were clearly observed with the variation in the composition ratio between $Bi_2Te_3$ and PbTe. It was confirmed that a metastable compounds is $PbBi_2Te_4$ in the The $Bi_2Te_3$-PbTe system. The change in the composition increasing $Bi_2Te_3$ ratio causes to change structure from dendritic to lamellar. Seebeck coefficient of alloys 5 which the mixture rate of $Bi_2Te_3$ is 83% was measured as the highest value. In contrast, the others decreased by increasing $Bi_2Te_3$. n-type characteristics was observed at all condition except alloy 6 which $Bi_2Te_3$ ration is 91%. The power factors of all samples were calculated with Seebeck coefficient and resistivity. Also the thermal conductivity was measured by using laser flash analyzer (LFA). In this work, the microstructures and thermal properties have been measured as a function of ratio of $Bi_2Te_3$ in the $Bi_2Te_3$-PbTe system.

• 한국재료학회지
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• 제10권4호
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• pp.257-263
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• 2000

0.05wt% $SbI_3$를 첨가한 n형 $ Bi_2(Te(_{0.95}Se_{0.05})_3$ 합금분말을 용해/분쇄법으로 제조하여 가압소결 후, 36시간까지의 열처리 시간에 따른 열전특성의 변화 거동을 분석하였다. 열처리 시간이 증가함에 따라 0.05wt% $SbI_3$를 첨가한 n형 $ Bi_2(Te(_{0.95}Se_{0.05})_3$ 가압소결체의 전자 농도가 감소하였다. 0.05wt% $SbI_3$를 첨가한 $Bi_2(Te(_{0.95}Se_{0.05})_3$ 가압소결체는 $2.1{\times}10^{-3}/K$의 성능지수를 나타내었으며 $500^{\circ}C$에서 3시간 열처리 시 $2.35{\times}10^{-3}/K$로 성능지수가 향상되었으나, 12시간 이상 열처리 시에는 전기비저항의 증가에 기인하여 성능지수의 현저한 감소가 발생하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권4호
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• pp.135-139
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• 2015

단결정 ingot 성장기술 중 하나인 traveling heater method(THM) 기술을 이용하여 n형 열전소재인 $Bi_2Te_3-Bi_2Se_3$ 고용체화합물을 성장하였다. 고용체 화합물내 $CdCl_2$와 $SbI_3$을 첨가하여 dopant의 영향을 확인하였고 각각의 dopant의 최적의 첨가량[$CdCl_2$ 0.1 wt%(Z: $2.73{\times}10^{-3}/K$), $SbI_3$ 0.05 wt%(Z: $2.29{\times}10^{-3}/K$)]을 확인하였다. THM 기술을 통해 성장된 ingot의 각 부위별 열전특성을 확인해 본 결과 주요 인자들의 표준편차가 낮은 매우 균질화된 특성을 보였다. 또한 $Bi_2Te_3-Bi_2Se_3$ 고용체화합물의 비등방성 지수와 dopant와의 관계를 확인하기 위하여 $90(Bi_2Te_3)10(Bi_2Se_3)$ 조성의 고용체화합물에 donor dopant로서 $CdCl_2$(0.05~0.1 wt%)을 첨가하여 dopant의 증가에 따른 비등방성 지수의 변화를 확인해본 결과 dopant가 증가함에 따라 비등방성 지수가 변하는 것을 확인하였고 이러한 비등방성 지수의 변화가 실제 열전성능에 크게 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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• pp.480-481
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• 2006

The n-type $(95%Bi_2Te_3-5%Bi_2Se_3)$ compound was newly fabricated by gas atomization and hot extrusion, which is considered to be a mass production technique of this alloy. The effect of powder size on thermoelectric properties of 0.04% $SbI_3$ doped $95%Bi_2Te_3-5%Bi_2Se_3$ alloy were investigated. Seebeck coefficient $({\alpha})$ and Electrical resistivity $(\rho)$ increased with increasing powder size due to the decrease in carrier concentration by oxygen content. With increasing powder size, the compressive strength of $95%Bi_2Te_3-5%Bi_2Se_3$ alloy was increased due to the relative high density. The compound with ${\sim}300\;{\mu}m$ size shows the highest power factor among the four different powder sizes. The rapidly solidified and hot extruded compound using $200[\sim}300{\mu}m$ powder size shows the highest compressive strength.

• 한국분말재료학회지
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• 제17권6호
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• pp.494-498
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• 2010

The p-type thermoelectric compounds of $Bi_2Te_3$ based doped with 3wt% Te were fabricated by a combination of rapid solidification and spark plasma sintering (SPS) process. The effect of holding time during spark plasma sintering (SPS) on the microstructure and thermoelectric properties were investigated using scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and thermoelectric properties. The powders as solidified consisted of homogeneous thermoelectric phases. The thermoelectric figure of merit measured to be maximum ($3.41{\times}10^{-3}/K$) at the SPS temperature of $430^{\circ}C$.

• Journal of Magnetics
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• 제10권4호
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• pp.149-151
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• 2005

The electric properties of a single crystal bismuth telluride doped with a small concentration of Erbium, $Bi_{z-x}Er_xTe_3$ with x = 0.002, are investigated as a function of temperature. The resistivity was obtained by using the van der Pauw method. The measured electrical resistivity is 78 ${\mu}{\Omega}cm$ at 4.2 K. The charge density of $Bi_{z-x}Er_xTe_3$ is found to be $2{\times}10^{19}/cm^3$ at 4.2 K. It turns out that $Bi_{z-x}Er_xTe_3$ is a p-type semiconductor. It is discussed that the high mobility and less density support that $Bi_{z-x}Er_xTe_3$ is a potential sensor with high energy resolution. Comparison with an established material (i.e. Au:Er alloy) is also discussed.

• 한국재료학회지
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• 제7권1호
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• pp.40-49
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• 1997

기계적 합금화 공정과 가압소결법으로 $Bi_{2}(Te_{0.9}Se_{0.1})_{3}$ 열전재료를 제조하여, 가압소결온도 및 dopant첨가에 따른 미세구조와 열전특성의변화를 연구하였다. 평균 3.6mm 크기의 Bi, Te, Se granule을 볼과 원료금속의 무게비 5:1에서 3 시간 기계적 합금화 하므로써 $Bi_{2}(Te_{0.9}Se_{0.1})_{3}$ 합금분말의 형성이 완료되었다. $Bi_{2}(Te_{0.9}Se_{0.1})_{3}$ 가압소결체의 성능지수는 $450^{\circ}C$ 이상의 온도에서 가압소결시 급격히 증가하였으며, $550^{\circ}C$에서 가압소결한 시편에서 $1.9{\times}10^{-3}/K$의 값을 얻었다. $550^{\circ}C$에서 가압소결한 $Bi_{2}(Te_{0.9}Se_{0.1})_{3}$의 성능지수는 acceptor dopant 인 Bi를 0.015wt %첨가함에 따라 $2.1{\times}10^{-3}/K$로 향상되었다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2001년도 추계학술강연 및 발표대회
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• pp.28-28
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• 2001

$Bi_2Te_3$계 열전반도체 재료는 200 ~ 400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로서 열전냉각 및 발전재료로 제조볍 및 특성에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 전자냉각 모듈의 제조에는 P형 및 N형 $Bi_2Te_3$계 단결정이 주로 사용되고 있으나. $Bi_2Te_3$ 단결정은 C축에 수직한 벽개면을 따라 균열이 쉽게 전파하기 때문에 소자 가공사 수윤 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라 최근 열전재료의 가공방법에 따른 회수율 증가 및 열전특성 향상에 관한 열간압출, 단조와 같은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 가스분사법(gas atomizer)을 이용하여 용질원자 편석의 감소, 고용도의 증가,균일고용체 형성, 결정립미세화 둥 급속응고의 장점을 이용하여 화학적으로 균질한$Bi_2Te_3$계 열전재료 분말을 제조하고, 제조된 분발을 압출가공하여 기계적성질, 소자의 가공성 및 열전 성능 지수율 향상시키는데 연구 목적이 있다. 본 설험에서는 99.9%이상의 고순도 Bi. Te. Se. Sb를 이용하여, 고주파 유도로에서 Ar 분위기로 용융하고, 가스분사법를 이용하여 균질한 $Bi_2Te_3$계 열전재료 분만을 제조하였다. 분말표면의 산화막을 제거하기 위하여 수소분위기에서 환원처리를 행하였고, 된 분말을 Al 캔 주입하여 냉간성형 한 후 진공중에서 압출온도를 변화시켜 열간압출 가공을 행하였다. 압출 온도변화에 따른 압출재의 미세조직 및 열전특성에 중요한 영향을 미치는 C면 배향에 대한 결정방위 해석, 압출재의 압축강도 등을 분석하였으며, 압출온도에 따삼 미세조직 변화와 결정방위의 변화에 따른 열전특성의 관계를 해석하였다성시켰고 이들이 산인 HNO3에서 녹았기 때문이다. 본 연구에서 개발된 새로운 에칭 용액인 90H2O2 - 10HNO3 (vol%)의 에칭 원리가 똑같이 적용 가능한 다른 종류의 초경 합금에서도 사용이 가능할 것으로 판단된다.로 판단된다.멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였￡며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의