하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,상기 화합물은 스페이스 그룹 P42/nmc의 tetragonal-상(phase)의 결정질을 포함하며, 상기 tetragonal-상과 스페이스 그룹 Pca21의 orthorhombic-상 사이의 전계 유도 상전이에 의한 이중 이력 루프 특성을 갖는 반강유전성 거동을 나타내는 초전층(pyroelectric layer).[화학식 1]Hf1-xZrxO2 이고,0.7 ≤ x 003c# 0.9임.

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제 1 항에 있어서,상기 초전층의 두께는 7.0 nm 내지 30.0 nm 범위 내인 초전층.

제 1 항에 있어서,상기 초전층의 작동 온도 범위는 298 K 내지 448 K 범위 내인 초전층.

제 1 항에 있어서,상기 초전층의 작동 전압의 크기는 0.0 MV/cm 초과 4 MV/cm 범위 내인 초전층.

서로 적어도 일부가 대향하는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,상기 화합물은 스페이스 그룹 P42/nmc의 tetragonal-상(phase)의 결정질을 포함하며, 상기 tetragonal-상과 스페이스 그룹 Pca21의 orthorhombic-상 사이의 전계 유도 상전이에 의한 이중 이력 루프 특성을 갖는 반강유전성 거동을 나타내는 초전층(pyroelectric layer);[화학식 1]Hf1-xZrxO2 이고,0.7 ≤ x 003c# 0.9임.상기 초전층과 열 교환을 하며, 제 1 온도를 갖는 제 1 열원 및 상기 제 1 열원보다 높은 제 2 온도를 갖는 제 2 열원; 및상기 제 1 전극 및 제 2 전극을 통하여 상기 초전층에 전압을 인가하기 위한 전압 소스(bias source)를 포함하며, 상기 초전층의 온도 변화로 인해 발생하는, 상기 초전층의 분극 현상으로부터 전기 에너지를 생산하는 에너지 하베스팅(harvesting) 소자.

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제 6 항에 있어서,상기 초전층의 두께는 7.0 nm 내지 30.0 nm 범위 내인 에너지 하베스팅 소자.

제 6 항에 있어서,상기 초전층의 작동 온도 범위는 298 K 내지 448 K 범위 내인 에너지 하베스팅 소자.

제 6 항에 있어서,상기 초전층의 작동 전압의 크기는 0.0 MV/cm 초과 4 MV/cm 범위 내인 에너지 하베스팅 소자.

제 6 항에 있어서,상기 초전층이 상기 제 1 열원 및 상기 제 2 열원에 교대로 열교환이 이루어지도록 조절하는 스위치를 더 포함하는 에너지 하베스팅 소자.

제 6 항에 있어서,상기 제 1 열원 또는 상기 제 2 열원은 각각 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극에 접촉하여 상기 초전층과 열교환이 이루어지는 에너지 하베스팅 소자.

제 6 항에 있어서,상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 통해 상기 초전층으로부터 생성된 전기에너지를 저장하는 저장소를 더 포함하는 에너지 하베스팅 소자.

제 6 항에 있어서,상기 초전층은 복수의 초전층들을 포함하며, 상기 복수의 초전층들은 각각 Zr의 함유량이 다르거나 상기 복수의 초전층들 사이에 전극이 삽입된 에너지 하베스팅 소자.

제 14 항에 있어서,상기 복수의 초전층들은 그 사이에 유전 물질 및 전도성 물질 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 채워지는 에너지 하베스팅 소자.

서로 적어도 일부가 대향하는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,상기 화합물은 스페이스 그룹 P42/nmc의 tetragonal-상(phase)의 결정질을 포함하며, 상기 tetragonal-상과 스페이스 그룹 Pca21의 orthorhombic-상 사이의 전계 유도 상전이에 의한 이중 이력 루프 특성을 갖는 반강유전성 거동을 나타내는 초전층(pyroelectric layer);[화학식 1]Hf1-xZrxO2 이고, 0.7 ≤ x 003c# 0.9임.상기 초전층과 열 교환을 하며, 제 1 온도를 갖는 제 1 열원 및 상기 제 1 열원보다 높은 제 2 온도를 갖는 제 2 열원; 및상기 제 1 전극 및 제 2 전극을 통하여 상기 초전층에 전압을 인가하기 위한 전압 소스(bias source)를 포함하며, 상기 초전층의 전압 변화를 통해 온도 변화를 일으키는 전기열량 냉각 소자.

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제 16 항에 있어서, 상기 초전층의 두께는 7.0 nm 내지 30.0 nm 범위 내인 전기열량 냉각 소자.

제 16 항에 있어서,상기 초전층의 작동 온도 범위는 298 K 내지 448 K 범위 내인 전기열량 냉각 소자.

제 16 항에 있어서,상기 초전층의 작동 전압의 크기는 0.0 MV/cm 초과 4 MV/cm 범위 내인 전기열량 냉각 소자.

제 16 항에 있어서,상기 초전층이 상기 제 1 열원 및 상기 제 2 열원에 교대로 열교환이 이루어지도록 조절하는 스위치를 더 포함하는 전기열량 냉각 소자.

제 16 항에 있어서,상기 제 1 열원 또는 상기 제 2 열원은 각각 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극에 접촉하여 상기 초전층과 열교환이 이루어지는 전기열량 냉각 소자.

제 16 항에 있어서, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극을 통해 상기 초전층으로부터 생성된 전기에너지를 저장하는 저장소를 더 포함하는 전기열량 냉각 소자.

제 16 항에 있어서,상기 초전층은 복수의 초전층들을 포함하며, 상기 복수의 초전층들은 각각 Zr의 함유량이 다르거나 상기 복수의 초전층들 사이에 전극이 삽입된 전기열량 냉각 소자.

제 24 항에 있어서,상기 복수의 초전층들은 그 사이에 유전 물질 및 전도성 물질 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 채워지는 전기열량 냉각 소자.

기판상에 형성된 복수의 회로들을 포함하는 모놀리식(monolithic) 소자로서,상기 복수의 회로들은, 하기 화학식 1로 표시되는 제 1 화합물을 포함하고, 상기 제 1 화합물은 스페이스 그룹 P42/nmc의 tetragonal-상(phase)의 결정질을 포함하며, 상기 tetragonal-상과 스페이스 그룹 Pca21의 orthorhombic-상 사이의 전계 유도 상전이에 의한 이중 이력 루프 특성을 갖는 반강유전성 거동을 나타내는 초전층(pyroelectric layer)을 포함하는 에너지 하베스팅 소자부;하기 화학식 1로 표시되는 제 2 화합물을 포함하고, 상기 제 2 화합물은 스페이스 그룹 P42/nmc의 tetragonal-상(phase)의 결정질을 포함하며, 상기 tetragonal-상과 스페이스 그룹 Pca21의 orthorhombic-상 사이의 전계 유도 상전이에 의한 이중 이력 루프 특성을 갖는 반강유전성 거동을 나타내는 초전층(pyroelectric layer)을 포함하는 전기열량 냉각 소자부;[화학식 1]Hf1-xZrxO2 이고, 0.7 ≤ x 003c# 0.9임.상기 에너지 하베스팅 소자부로부터 발생된 에너지를 저장하는 에너지 저장소;상기 에너지 하베스팅 소자부에 연결되어 동작하는 제 1 전자 회로부;상기 전기열량 냉각 소자부에 연결되어 동작하는 제 2 전자 회로부; 및상기 제 1 전자 회로부, 상기 제 2 전자 회로부, 상기 에너지 하베스팅 소자부, 상기 전기열량 냉각 소자부, 및 상기 에너지 저장소의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 모놀리식 소자.

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제 26 항에 있어서,상기 제 1 전자 회로부 및 상기 제 2 전자 회로부는 단일한 공통 회로로 구현된 모놀리식 소자.

제 26 항에 있어서,상기 에너지 하베스팅 소자부 및 상기 전기열량 냉각 소자부 중 적어도 어느 하나는 상기 제어부의 전계 변화 또는 온도 변화를 조절하는 시퀀스를 통해 조절되는 모놀리식 소자.