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p-형 반도성 투명도전 세라믹스의 열전소재로의 응용
Reports NRF is supported by Research Projects( p-형 반도성 투명도전 세라믹스의 열전소재로의 응용 | 2008 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 이준형(경북대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number D00057
Year(selected) 2008 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2009년 08월 15일
Year type 결과보고
Year(final report) 2009년
Research Summary
  • Korean
  • 층상구조를 가진 소재들은 선천적으로 superlattice 를 가졌다고 생각할 수 있다. 이들 소재들은 열역학적으로 안정하여 인위적으로 superlattice를 제작하는 방법에 비하여 비교적 쉽게 싼 제조공정으로 합성 및 제작할 수 있다. 본 연구에서는 CuInO2 소재가 가지고 있는 층상구조로 인하여 열전재료로 응용될 수 있다는 에 관심을 가지고 CuInO2의 합성 및 박막화에 관하여 연구하였다.
    CuInO2는 일반적인 고상합성법으로 제조하기 어려운 것으로 알려져 있다. 따라서, CuInO2 박막을 얻기 위하여 밀도가 높은 단일상의 CuInO2 타겟을 제조하는 것이 어려울 것으로 생각되었다. 본 연구에서는 CuInO2 단일상 타겟을 제조하기보다 고상합성법을 이용하여 Cu2O–In2O3 복합체로 이루어진 타겟을 제조하였다. 이를 이용하여 PLD 증착법으로 CuInO2 박막을 사파이어 기판위에 조건을 달리하여 증착하였으며, 산소분압 조절을 통하여 c-축 배향된 단일상 CuInO2 박막을 제조하였다.
  • English
  • Crystals having layered structures can be regarded as natural superlattices. They exist as thermodynamically stable phases, so that it is usually easy and of low cost, compared with artificial superlattices, to synthesize them. In the present study, we focused our attention on CuInO2 possessing a natural superlattice (layered) structure, which is one of the strong candidate of thermoelectric materials.
    It is reported that CuInO2 single phase is hardly obtainable by using the general mixed oxide synthesis route. Therefore, the
    manufacturing of highly dense single phase targets for CuInO2 thin film growing is still challenging. In this study, a Cu2O–In2O3 composite target instead of a CuInO2 single phase target was fabricated by using the general mixed oxide synthesis route. Thin films of CuInO2 were grown on sapphire substrates by a pulsed laser deposition (PLD) process under various conditions, and c-axis oriented single phase CuInO2 thin films were grown successfully when oxygen partial pressure was controlled.
Research result report
  • Abstract
  • Delafossite구조를 가진 p-type 투명전도 산화물 소재는 superlattice 구조 (층상구조)를 가지고 있어 전기전도에는 영향을 주지 않으면서 포논의 경계부(boundary) 산란에 의해 열전도도의 감소를 이룰 수 있는 재료라 생각되며, 이러한 소재들은 결정구조적으로 포논의 산란에 큰 영향을 미칠 수 있어 우수한 열전재료로 응용될 수 있다. 본 연구에서는 delafossite 구조를 가진 p-type 투명전도 산화물 소재중 CuInO2소재를 이용하여 p-형 투명전도 산화물의 열전소재로의 응용 가능성을 검토하기 위한 target 제작 및 안정적인 박막 증착조건을 조사하였다. 본 연구의 실험결과 일반적인 고상법의 경우 단일상의 CuInO2는 합성되지 않았으며, 공기중 1150oC에서 2시간 소결한 시편의 경우, Cu2In2O5가 분해되어 Cu2O와 In2O3상이 공존하였으며 단일상의 Cu2In2O5의 상대밀도(약 80%)보다 훨씬 더 높은 약 97%의 상대밀도를 나타내었다. 이러한 혼합물 타겟을 이용하여 단일상의 CuInO2박막을 성공적으로 증착할 수 있는 조건을 확립하였다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구의 실험결과 일반적인 고상법의 경우 단일상의 CuInO2는 합성되지 않았다. 한편 공기중 1150oC에서 2시간 소결한 시편의 경우, Cu2In2O5가 분해되어 Cu2O와 In2O3상이 공존하였으며 단일상의 Cu2In2O5의 상대밀도(약 80%)보다 훨씬 더 높은 약 97%의 상대밀도를 나타내었다. 더욱이 공기중 1150oC에서 2시간 동안 소결한 Cu2O-In2O3 two phase target을 이용하여 pulsed laser deposition(PLD)공정으로 증착된 CuInO2 박막의 경우 c-axis 배향된 단일상의 박막임을 관찰하였으며 Cu와 In이 1:1임을 확인하였다. 이로써 단일상의 CuInO2 target이 아니라 Cu와 In의 비율이 1:1인 Cu2O-In2O3 composite target을 사용하여도 단일상의 CuInO2박막이 성공적으로 증착됨을 확인하였다.
  • Index terms
  • 투명전도체, 열전소재, p-형 반도체
  • List of digital content of this reports
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