N형 SiC 반도체의 열전 물성에 미치는 적층 결함의 영향

배철훈

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자료유형: 학술저널

저자정보: 배철훈 (인천대학교)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제22권 제3호

발행연도: 2021.3

수록면: 13 - 19 (7page)

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n형 SiC 반도체에서 적층 결함이 열전 물성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. β-SiC 분말 성형체를 질소 분위기에서 1600∼2100 ℃, 20∼120분간 열처리해서 30∼42 %의 기공률을 갖는 다공질 SiC 반도체를 제작하였다. X선회절 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 평균자유 행정이 증가해서 결과적으로 포논-드랙 효과에 의한 Seebeck 계수의 향상으로 나타난 것으로 판단된다.

#β-SiC #Electrical conductivity #Grain growth #N-incorporation #Seebeck coefficient #Stacking fault

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C. H. Pai, K. Koumoto, S. Takeda, and H. Yanagida, "Preparation of SiC Hollow Particles by Gas-Phase Reaction and Thermoelectric Properties of Sintered Bodies", Solid State Ionics, 32/33, pp.669-677, 1989.

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