플라스틱산업 사출 / 압출 / 금형 /원료

고성능 초박막 열전소재를 개발한 UNIST 연구진(사진. UNIST)

UNIST 신소재공학부 손재성 교수팀이 한국표준과학연구원 신호선 박사팀과 공동으로 ‘주석–셀레나이드(SnSe)’의 결정 구조를 나란히 정렬해 고효율 초박막 열전소재를 만드는 데 성공했다. 이번에 개발한 공정은 ‘재료를 용액에 녹여 열전 잉크로 합성한 뒤(용액공정) 가열하는 방식’이기 때문에 손쉽고 저렴하다.

이 연구진은 주석-셀레나이드를 특정한 방향으로 성장시키는 2단계 공정을 개발했다. 1단계 공정에서는 ‘주석–다이셀레나이드(SnSe2)’ 박막을 만들고, 2단계 공정에서 열처리해 ‘주석-셀레나이드’ 박막을 만드는 방식이다. 주석-다이셀레나이드가 특정한 방향으로 잘 성장하는 원소의 일종이라는 점에 주목해 새로운 방법을 고안했다. 이 공정으로 제작된 주석-셀레나이드 박막은 기존 연구에 비해 전기적인 특성이 10배 이상 우수했다. 또 단결정으로 성장시킨 덩어리 형태의 주석–셀레나이드 소재와 견줄 정도로 높은 성능을 보였다.

손재성 교수는 “원재료에 상당한 고온과 고압을 가하는 기존 방법은 생산비가 고가일뿐만 아니라 원하는 방향으로 결정을 성장시키기 어려워 성능 확보가 어려웠다”며 “이번 기술은 간편하고 효율적이며 주석-셀레나이드의 결정 방향까지 제어할 수 있어 향후, 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라고 기대했다.