폴리머 열전재료

전문가 제언

폴리머가 절연체, 반도체 또는 금속에 가까운 전기적 특성을 나타낸다는 사실이 발견된 이래, 폴리머는 일차원적 전하수송 연구의 모델 시스템으로 간주되어 왔다. 또한 전도성 폴리머는 도핑 또는 비도핑 상태에서 광전디바이스의 응용이나 박막전자에 성공적으로 이용되고 있다. 현재 휴대폰이나 대면적 디스플레이에 이용되고 있는 유기발광 다이오드는 가장 좋은 예가 될 것이다.

 

최근 정밀한 전기적 도핑제어 방법으로서 폴리머 열전재료(thermoelectric material)의 응용이 주목되고 있다. PEDOT((3,4-ethylenedioxithiophene)와 같은 공역중합 폴리머(conjugated polymer)는 온도차(ΔT)에 의한 전기(ΔV) 변환효율을 나타내는 Seebeck계수(S=ΔV/ΔT)가 열전변환성능이 가장 우수한 Bi2Te3에 필적하는 것으로 알려져 있다. 도핑한 PEDOT의 전자구조와 전기전도 특성이 반도체의 특징을 나타내어 열전재료의 기능을 갖는다는 사실은 X. Crispin에 의해 보고된 바 있다.

 

폴리머 반도체는 전자공역(electronic conjugation)에서 포화되지 않은 C-C결합 축을 포함하고 있으며, 이를 따라 하전 캐리어는 빠르게 이동한다. 분자가 적층된 박막에서는 분자간 전자커플링이 형성되어 전하 캐리어는 체인사이를 이동할 수 있으며, 폴리머 체인의 산화나 환원으로 캐리어를 도핑함으로서 높은 전기전도도를 얻을 수 있다. 유기폴리머에서 전하는 단일 폴라론이거나 바이폴라론을 이루는데 산화도가 큰 폴리티오핀의 경우에는 바이포라론이 지배적이다.

저자

Michael Chabinyc

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

13()

잡지명

Nature Materials

과학기술
표준분류

재료

페이지

119~121

분석자

심*동

분석물

• 폴리머 열전재료.pdf [229,151 byte]

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