리서치 하이라이트

실리콘 나노 와이어를 이용한 높은 효율의 열전기 재료 개발

Nature 451, 7175

열 기울기(thermal gradient)를 전기장(electric field)로 변환시키거나 그 반대로 변환시키는 것도 가능한 열전기 재료(thermoelectric material)는 전력 생산 및 냉장고에 이용될 수 있다. 나노 구조화는 몇몇 재료들의 열전기 특성을 향상시킬 수 있는 효과적인 방법을 제공하고 있다. 하지만, 높은 효율을 가진 열전기 재료를 만드는데 있어서 대규모 열 에너지 제거 목적에 필요한 크기로 스케일 업 시키는 것은 쉽지 않으며, 특히 나노 구조로 만드는 것은 훨씬 더 어려웠다. 실리콘은 대규모로 처리하는 것은 가능하지만, 열전기 특성이 매우 낮았다. 이번 주 네이처에 발표된 두 편의 연구 논문에서는 실리콘을 나노 와이어 어레이로 만들고, 나노 와이어의 형태와 도핑을 잘 조절하면, 실리콘의 열전기 특성을 극적으로 향상시킬 수 있다는 사실이 발표되었다. 이러한 연구 결과를 통해서 실리콘을 열전기 재료로 이용하는 새로운 응용 분야로 한걸음 더 다가설 수 있게 되었다.