Fabrication and Thermoelectric Properties of Mg3Sb2 Processed by Hot Pressing

Abstract

Mg3Sb2는 고유한 낮은 열 전도도를 가지는 잘 알려진 2족-5족 진틀(zintle) 반도체로, 이로 인해 높은 평 가를 받는 열전재료이다. 이 연구에서는 화학양론적 원소들의 shot 혼합체를 용융/응고한 후 분쇄하여 미분말로 만 든 다음, 진공열간압축성형을 통해 화합물을 합성하였다. 모든 과정은 통제된 비활성 분위기에서 진행되었다. 공정 중 Mg의 증발을 보상하여, 단일상 Mg3Sb2를 얻기 위해 12 at.%의 과잉 Mg를 첨가하였다. 과잉 Mg의 첨가로 인해 단일상 Mg3Sb2의 형성을 확인할 수 있었다. 합성된 물질의 Seebeck 계수, 전기전도도 및 열전도도와 같은 열전기적 특성을 평가하였으며, 유사한 물질에 대한 유사 연구와 비교 분석하였다. 본 연구 결과는 Mg3Sb2의 우 수한 열전기적 특성을 보여주었으며, 낮은 열 전도도가 성능 향상에 기여한 것으로 추정되었다. Seebeck 계수와 전기 전도도는 비슷한 물질에 대한 문헌에 보고된 값들과 비교 가능한 수준을 나타내었으며, 열 전도도는 크게 감 소하여 Mg3Sb2의 효율적인 열전기 재료로의 잠재력을 시사하고 있다.