상세 설명

열전재료는 온도 구배를 전기 에너지로 변환하거나, 전기 에너지를 이용해 냉각을 실현하는 고유의 특성을 지닌 첨단 소재입니다. 본 연구실에서는 Bi2Te3, Sb2Te3, SnSe, Mg3Sb2, ZnSb 등 다양한 열전재료의 합성, 구조 제어, 밴드 엔지니어링을 통해 열전 성능(zT)의 극대화를 목표로 하고 있습니다. 특히, 밴드 수렴, 밴드 갭 조절, 캐리어 농도 최적화, 나노구조화, 다중 결함 도입 등 다양한 전략을 적용하여 전기적 및 열적 수송 특성을 동시에 향상시키는 연구를 수행하고 있습니다. 최근에는 전통적인 Bi2Te3 기반 재료뿐만 아니라, 환경친화적이고 희소금속 사용을 최소화한 신소재 개발에도 집중하고 있습니다. 예를 들어, SnTe, InSe, MoSe2, YbCd2Sb2 등 다양한 소재 시스템에서 도핑, 합금화, 나노입자 삽입, 다중 밴드 구조 제어를 통해 전기전도도와 Seebeck 계수의 동시 향상 및 격자 열전도도 저감을 실현하고 있습니다. 또한, 실험적 데이터와 이론적 모델(SPB, TB, Debye-Callaway 등)을 결합하여 소재의 근본적인 수송 메커니즘을 규명하고, 최적의 조성 및 구조 설계를 위한 가이드라인을 제시합니다. 이러한 연구는 폐열 회수, 친환경 냉각, 웨어러블 에너지 하베스팅, 우주 및 자동차용 열전 발전 등 다양한 응용 분야에 직접적으로 기여할 수 있습니다. 본 연구실은 소재 합성에서부터 소자 제작, 실제 응용까지 전주기적 연구를 수행하며, 국내외 유수 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해 실용화 가능성도 적극적으로 모색하고 있습니다.

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