Microstructure control in Half-Heusler and Si-Ge thermoelectrics via crystallization and dopant engineering
연구 내용
열전소재에서 비정질 전구체의 in-situ 결정화, 도핑에 의한 계층적 미세구조, 열처리 및 결함 치유를 활용해 전하수송과 열수송을 동시 최적화하는 연구입니다.
열전소재에서 물성의 구조적 원인을 규명하기 위해, 비정질 전구체의 in-situ nanocrystallization 과정과 도핑에 따른 계층적 미세구조를 연구합니다. NbCoSn half-Heusler에서는 consolidation 과정 중 형성되는 나노결정과 결정립/계면 특성을 통해 열전 성능을 향상시키는 방향을 다룹니다. Si80Ge20에서는 B 도핑에 의해 생성되는 여러 상(phase)의 크기·조성·결정구조를 X-ray diffraction, scanning/transmission electron microscopy, atom probe tomography 등 멀티스케일 관점에서 분해하여 전하농도, 유효 상태밀도, 격자 열전도에 대한 상관을 분석합니다. 또한 TiNiSn 기반에서는 directed energy deposition 중 in situ crack healing 메커니즘을 적용해 균열과 취성을 완화하고 열처리 후 열전 특성을 확보합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
3편
관련 특허
0건
관련 프로젝트
1건
연구 흐름
초기에는 half-Heusler 계에서 비정질 전구체를 열처리·소결로 전환할 때 결정화가 미세조직을 어떻게 바꾸는지 확인하고, 그 결과가 열전 특성과 연결되는 경로를 설정했습니다. 이후에는 Si-Ge 계로 확장하여 도핑 농도에 따라 달라지는 계층적 미세구조를 멀티스케일로 규명하고, 각 상이 수송 현상에 미치는 영향을 구조-물성 관계로 정리했습니다. 최근에는 additive manufacturing 공정에서 in situ crack healing을 적용해 공정 결함을 제어하는 전략을 도입하여, 복잡 형상 제작 가능성을 열전 소재 영역으로 확장하는 연구를 수행하고 있습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Enhanced thermoelectric properties of NbCoSn half-Heuslers through in-situ nanocrystallization of amorphous precursors during the consolidation process
Impact of Hierarchical Dopant‐Induced Microstructure on Thermoelectric Properties of p‐Type Si‐Ge Alloys Revealed by Comprehensive Multi‐Scale Characterization
Additively manufactured TiNiSn-based half-Heusler compounds enabled by in situ crack healing
관련 프로젝트
구분
제목
결정립계 미세구조 조절을 통한 SnSe 기반 고성능 열전소재 개발