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영어

Silicon carbide is considered to be a potentially useful material for high-temperature electronic devices, as the p-type and/or n-type conduction can be controlled by impurity doping. Particularly, electric conductivity of the porous n-type SiC semiconductor fabricated from β-SiC powder at 2000℃ was comparable to or even larger than the reported value of SiC single crystal in the high-temperature region, while thermal conductivity was kept as low as 1/10 to 1/30 of that for a dense SiC ceramics. In this work, for the purpose of decreasing sintering temperature, it was attempted to fabricate the porous reaction-sintered bodies at low temperatures(1500-1600℃) by thermal decomposition of polycarbosilane(PCS) impregnated in p-type β-SiC powder. The impregnation and re-sintering process resulted in a improvement in electrical conductivity and the Seebeck coefficient. However the power factor which reflects the thermoelectric conversion efficiency of the present work is slightly lower than that of the porous p-type α-SiC semiconductor fabricated by conventional sintering at 2000℃, it can be stated that thermoelectric properties of SiC semiconductor fabricated by the present reaction-sintering process could be further improved by precise control of the carrier density of the starting material p-type β-SiC, compaction pressure, impregnation and re-sintering process.

한국어

SiC는 불순물 고용에 의해 p형 및 n형 전도의 제어가 용이해서 고온용 전자부품소재로 활용이 가능한 재 료이다. 특히 2000℃에서 제작한 다공질 n형 β-SiC 반도체의 경우, 고온에서의 도전율 값이 단결정 SiC와 비교해서 비슷하거나 오히려 높은 값을 나타내었으며, 반면에 열전도율은 치밀한 SiC 세라믹스와 비교시 1/10∼1/30 정도로 낮은 값을 나타내었다. 본 연구에서는 SiC의 소결온도를 낮추기 위해 p형 β-SiC에 함침 시킨 Polycarbosilane(PCS) 의 열분해에 의한 반응소결 공정(1500～1600℃)으로 다공질 소결체를 제작하였다. 함침 및 재소결 공정에 의해 도 전율과 Seebeck 계수가 증가하였고, 열전변환 효율을 반영하는 Power Factor는 2000℃에서 상압소결 공정으로 제작한 다공질 p형 α-SiC 반도체에 비해 다소 작게 나타났지만, 출발시료인 p형 β-SiC 분말의 캐리어농도, 성형 압력, PCS 함침조건 및 재소결 등의 세밀한 제어를 통해 반응소결 공정으로 제작한 SiC 반도체의 열전물성은 크 게 향상될 것으로 판단된다.