개조된 MOCVD법으로 성장한 Bi2Te3 박막의 기판온도에 따른 열전 특성 = Thermoelectric Properties of Bi2Te3 Films Grown by Modified MOCVD with Substrate Temperatures

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Thermoelectric bismuth telluride (Bi2Te3) films were deposited on 4° off oriented (001) GaAs substrates using a modified metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) system. The effects of substrate temperature on surface morphologies, crystallinity, electrical properties and thermoelctric properties were investigated. Two dimensional growth mode (2D) was observed at substrate temperature lower than 400℃. However, three dimensional growth mode (3D) was observed at substrate temperature higher than 400℃. Change of growth mechanism from 2D to 3D was confirmed with environmental scanning electron microscope (E-SEM) and X-ray diffraction analysis. Seebeck coefficients of all samples have negative values. This result indicates that Bi2Te3films grown by modified MOCVD are n-type. The maximum value of Seebeck coefficient was -225 μV/K and the power factor was 1.86×10-3 W/mK2 at the substrate temperature of 400℃. Bi2Te3 films deposited using modified MOCVD can be used to fabricate high-performance thermoelectric devices.

국문 초록 (Abstract)

개조된 MOCVD법을 이용하여 4도 이탈된 GaAs 기판위에 비스무스 텔루라이드 박막을 증착하였다. 기판 온도 변화에 따라 표면형상, 결정성, 전기적, 그리고 열전 특성을 관찰하였다. 기판온도가 400도 이하일 경우 이차원 적인 성장이 관찰되었다. 하지만 기판온도가 400도 이상일 경우 3차원 적인 성장이 확인되었다. 2차원에서 3차원으로의 성장 메커니즘의 변화는 E-SEM, XRD로 확인하였다. 본 실험에서 증착 된 비스무스 텔루라이드 박막은 모두 n-type의 특성이 관찰되었다. 특히 400도에서 증착 된 비스무스 텔루라이드 필름의 경우 제벡 계수는 -225 μV/K로 가장 높은 값을 나타냈고 power factor값은 1.86×10-3 W/mK2로 가장 높은 값을 보였다. 개조된 MOCVD법으로 증착된 비스무스 텔루라이드 필름은 열전 소자 제작에 널리 사용 될 수 있을 것이다.

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