Effects of Cu-doping on the Power Factor of Bi0.42Sb1.58Te3 Thermoelectric Compounds Prepared by Hot Pressing
열간 압축 방법으로 제작된 Bi0.42Sb1.58Te3 열전소재 복합체에서 Cu 도핑이 출력인자에 미치는 효과에 대한 연구

2017 Korean Journal of Metals and Materials  
We report the effects of incorporated Cu on the thermoelectric transport properties of Bi0.42Sb1.58Te3 compounds prepared by the hot pressing method. The hole concentration in the compound increased significantly with the increase in the Cu content. The acceptor role of Cu was manifested by Hall measurements and also by the temperature-dependent Seebeck coefficient. Mobility in the compound was mainly governed by phonon scattering, and was additionally affected by ionized impurity scattering.
more » ... urity scattering. Density-of-state effective mass increased with the Cu content and its effects on the power factor were discussed. 본 연구에서 CuxBi0.42Sb1.58Te3 (x = 0, 0.0025, 0.005 및 0.01) 소재는 진공용융법에 의해 준비되었으며, 원재료로는 Cu (99.999%, Alpha Aesar), Bi (99.999%, 5N Plus), Sb (99.999%, 5N Plus), Te (99.999%, 5N Plus)가 사용되었다. 비율에 맞춰 원재료를 진공을 뽑은 석영관에 장입하여 663 K 의 온도에서 96 h 동안 용융을 진행하고, 균일한 (BiSb)2Te3 상을 얻기 위하여 이를 다시 623 K의 온도에서 24 h 동안 열 처리를 수행한 후 물에서 급냉시켰다. 상기와 같이 급냉된 ingot을 Spex-mill (8000M mixer/mill, Spex Certiprep)을 사 용하여 Ar 분위기에서 50분간 분쇄한 후, hot press (WT 4000A, Well Tech)을 사용하여 60 MPa의 압력으로 723 K (10 ℃/min)의 온도에서 10 min 간 소결하였다. 소결체의 상 분석은 X선 회절법 (X-ray diffractometer, XRD, New D8 Advance)을 통하여 수행하였으며, 소결체의 미세구조 분석 은 주사전자현미경 (scanning electron microscope, SEM, JSM-6700, JEOL)을 통하여 수행하였다. 전기전도도와 Seebeck 계수는 4단자법 (ZEM-3, ULVAC RIKO)을 통해 측 정하였으며, Hall 계수 측정법 (ResiTest 8300, Toyo Corporation)을 통해 전하수송 특성을 분석하였다.
doi:10.3365/kjmm.2017.55.6.427 fatcat:z5bqo7g4rfdmvmvyxm7zusi2dm