KR101662713B1 - 열전박막의 수직방향 열전특성 측정센서유닛 - Google Patents

열전박막의 수직방향 열전특성 측정센서유닛 Download PDF

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Abstract

본 실시예에 따른 열전박막의 열전특성 측정센서유닛은 바닥면에 배치되는 히터유닛; 상기 히터유닛의 상측에 배치되며, 제 1 패턴이 상부면에 형성되는 제 1 감지센서; 및 상기 제 1 감지센서와 일정 거리 이격 배치되며, 바닥면에는 제 2 패턴이 형성되고, 상부면에는 제 3 패턴이 형성되는 제 2 감지센서;를 포함하며, 상기 제 1 및 2 패턴 사이에 피측정 대상물인 샘플이 상기 제 1 및 2 패턴들과 면 접촉하도록 배치될 수 있다.

Description

열전박막의 수직방향 열전특성 측정센서유닛{Thermal properties measurement sensors for thermoelectric thin film in cross-plane direction}
본 발명은 측정센서유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전박막의 열전특성 측정센서유닛에 관한 것이다.
열전 재료에서는 온도 구배에 따라 전위차가 발생하는데, 이와 같은 온도 구배에 따른 전위차가 발생하는 효과를 제백효과(Seebeck effect)라고 한다. 이러한 제백효과를 이용하면 에너지 발전이 가능하다. 한편, 펠티에 효과(Peltier effect)는 전위차에 의해 온도 구배가 발생하는 효과로 Seebeck 효과와 정반대 방향의 매커니즘 적용될 수 있다.
열전재료를 이용한 발전 효율의 척도로 사용 되는 열전성능지수의 파라메터로 사용 되는 열전특성들은 상기한 제백계수 외에도, 전기전도도, 열전도도 등이 있다. 제백계수는 열전소재에 제백효과가 얼마나 일어나는지의 척도로써 열전 성능 지수의 주요 지표로 사용될 수 있다.
종래에는 상기한 열전특성을 측정하기 위하여, 100 μm 이상의 벌크 형태의 샘플을 대상으로 열전특성을 측정하였으며, 박막형 샘플의 경우에는 수평방향(in-plane direction) 측정만이 가능하다는 한계가 있다.
또한 열전도도의 경우 얇은 두께의 샘플의 경우 온도차를 형성하고 측정하는데 기술적인 어려움이 많아 cross-plane 방향의 직접적인 열전특성 평가의 경우 시도되어 오지 않았다.
한국등록특허 제10-1408681호(2014.06.11. 등록)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 박막형 샘플을 관통하는 cross-plane 방향으로 열전특성을 직접 측정할 수 있도록 구조가 설계된 열전박막의 열전특성 측정센서유닛을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 실시예에 따른 열전박막의 열전특성 측정센서유닛은 바닥면에 배치되는 히터유닛; 상기 히터유닛의 상측에 배치되며, 제 1 패턴이 상부면에 형성되는 제 1 감지센서; 및 상기 제 1 감지센서와 일정 거리 이격 배치되며, 바닥면에는 제 2 패턴이 형성되고, 상부면에는 제 3 패턴이 형성되는 제 2 감지센서;를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 패턴 사이에 피측정 대상물인 샘플이 상기 제 1 및 제 2 패턴과 면 접촉하도록 배치될 수 있다.
상기 제 1 패턴은 마이너스 전압 및 전류가 인가되는 제 1 단자; 상기 제 1 단자의 타측에 배치되며 플러스 전압 및 전류가 인가되는 제 2 단자; 상기 제 1 및 제 2 단자를 연결하는 제 1 센싱부; 상기 제 1 및 제 2 단자와 간섭되지 않는 위치에 배치되며, 상기 샘플의 안착 위치를 가이드 하는 제 1 가이드부; 및 상기 제 1 센싱부의 좌우측에 상기 제 1 가이드부와 간섭되지 않는 위치에 배치되는 제 2 가이드부;를 포함할 수 있다.
상기 제 2 패턴은 마이너스 전압 및 전류가 인가되는 제 3 단자; 상기 제 3 단자의 타측에 배치되며 플러스 전압 및 전류가 인가되는 제 4 단자; 상기 제 3 및 제 4 단자를 연결하는 제 2 센싱부; 및 상기 제 1 및 제 2 단자와 간섭되지 않는 위치에 배치되며, 상기 샘플의 안착 위치를 가이드 하는 제 3 가이드부;를 포함하며, 상기 제 3 및 제 4 단자와 제 2 센싱부는 상기 제 1 및 제 2 단자와 제 1 센싱부에 대하여 90도 각도를 가지도록 배치될 수 있다.
상기 제 3 패턴은 마이너스 전압 및 전류가 인가되는 제 5 단자; 상기 제 5 단자의 타측에 배치되며 플러스 전압 및 전류가 인가되는 제 6 단자; 상기 제 5 및 제 6 단자를 연결하는 제 3 센싱부; 및 상기 제 3 및 제 4 단자와 간섭되지 않는 위치에 배치되며, 상기 제 5 및 제 6 단자와 제 3 센싱부는 상기 제 3 및 제 4 단자와 제 2 센싱부에 대하여 90도 각도를 가지도록 배치될 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 센싱부는 동일한 패턴 및 크기를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제 2 감지센서는 실리콘 베이스의 하측에 배치된 상기 제 2 패턴의 상부면과 하부면에 산화 실리콘이 배치되고, 실리콘 베이스의 상측에 배치된 상기 제 3 패턴의 상부면과 하부면에 산화 실리콘이 배치될 수 있다.
제 1 및 제 2 단자의 양단을 연결하여 제 1 온도를 측정하고, 제 3 및 제 4 단자의 양단을 연결하여 제 2 온도를 측정하고, 제 5 및 제 6 단자를 연결하여 제 3 온도를 측정하며, 제 2 단자와 제 4 단자를 연결하여 전위차를 측정할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 패턴은 MEMS 기술이 적용된 센싱 패턴이 백금(Pt) 재질로 형성될 수 있다.
이상과 같은 본 실시예에 따르면, 샘플을 관통하는 수직방향(cross-plane)으로 제백계수 및 열전도도 등의 열전특성을 측정할 수 있기 때문에, 기존의 기술로 시도되지 않았던 수직방향의 열전특성을 측정하는 것이 가능하다.
도 1은 본 실시예에 따른 열전박막의 열전특성 측정센서유닛의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 실시예에 따른 제 1 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 실시예에 따른 제 2 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 실시예에 따른 제 2 감지센서의 단면을 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 실시예에 따른 제 1 및 제 2 감지센서를 이용하여 제 1 내지 제 3 온도를 측정하는 방법을 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 제 2 및 제 3 패턴을 이용하여 제 2 및 제 3 온도의 온도차를 측정하는 방법을 도시한 도면,
도 7은 본 실시예에 따른 제 1 및 제 2 감지센서를 이용하여 샘플 상하부의 전위차와 온도차를 측정하는 방법을 개략적으로 도시한 도면, 그리고,
도 8은 제 1 및 제 2 패턴을 이용하여 샘플 상하부의 전위차와 온도차를 측정하는 방법을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 열전박막의 열전특성 측정센서유닛의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 본 실시예에 따른 제 1 패턴을 개략적으로 도시한 도면, 도 3은 본 실시예에 따른 제 2 패턴을 개략적으로 도시한 도면, 도 4는 본 실시예에 따른 제 2 감지센서의 단면을 개략적으로 도시한 도면, 도 5는 본 실시예에 따른 제 2 감지센서를 이용하여 제 2 및 제 3 온도의 온도차를 측정하는 방법을 개략적으로 도시한 도면, 도 6은 제 2 및 제 3 패턴을 이용하여 제 2 및 제 3 온도의 온도차를 측정하는 방법을 도시한 도면, 도 7은 본 실시예에 따른 제 1 및 제 2 감지센서를 이용하여 샘플 상하부의 전위차와 온도차를 측정하는 방법을 개략적으로 도시한 도면, 그리고, 도 8은 제 1 및 제 2 패턴을 이용하여 전압과 온도를 측정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 1은 본 실시예에 따른 열전박막의 열전특성 측정센서유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 제백계수 측정센서유닛은 히터유닛(100), 제 1 감지센서(200) 및 제 2 감지센서(300)를 포함할 수 있다. 제 1 감지센서(200)는 상부면에 제 1 패턴(210)을 구비하고, 제 2 감지센서(300)는 하부면에 상기한 제 2 패턴(310)이 배치되고, 상부면에는 제 3 패턴(320)을 구비할 수 있다.
히터유닛(100)은 샘플(S)의 표면 온도 및 전압을 접촉식으로 측정하기 위하여 열원을 샘플(S) 측으로 가하는 역할을 수행할 수 있다. 히터유닛(100)은 샘플(S)의 온도를 변동을 줄이기 위하여, 라디에이션 쉴드 히터를 사용할 수 있다. 제 1 실시예에 따르면, 히터유닛(100)은 미도시된 챔버의 바닥면에 고정될 수 있으며, 상부면 측으로 열을 발산하여 샘플(S)에 열을 부가할 수 있다. 또한, 히터유닛(100)은 대략 1 내지 100 W 출력의 스테이지 히터를 사용하여 시스템에 열량을 제공할 수 있는데, 상기한 바와 같이 라디에이션 쉴드 히터를 사용하면 넓은 영역을 가열하면서도 높은 출력을 만족할 수 있으며, 측정장치와 외부환경의 온도 차이를 섭씨 10도 내외로 맞출 수 있어 라디에이션 효과를 제거할 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 제 1 패턴(210)의 일 예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 제 1 패턴은(210)은 제 1 단자(211), 제 2 단자(212), 제 1 센싱부(213), 제 1 가이드부(214) 및 제 2 가이드부(215)를 포함할 수 있다.
제 1 단자(211)는 마이너스 전압 및 전류가 인가되는 것으로, 구리와 같은 통전성 금속재질로 형성될 수 있다. 이때, 제 1 단자(211)는 도시된 바와 같이 대략 직사각형상으로 마련될 수 있다.
제 2 단자(212)는 플러스 전압 및 전류가 인가되는 것으로, 상기 제 1 단자(211)와 한몸으로 형성될 수 있다.
제 1 센싱부(213)는 일단은 상기 제 1 단자(211)와 연결되고, 타단은 제 2 단자(212)와 연결될 수 있다. 제 1 센싱부(213)는 도시된 바와 같이 지그재그 형상으로 패턴을 형성하며, 일정 넓이를 형성할 수 있다. 이때, 제 1 센싱부(213)를 형성하는 패턴의 폭은 제 1 및 제 2 단자(211)(212)를 연결하는 배선의 폭과 대응되도록 구성될 수 있다. 또한, 제 1 센싱부(213)의 면적은 제 1 및 제 2 단자(211)(212)보다 넓게 형성될 수 있다. 제 1 센싱부(213)의 상부면에는 샘플(S)이 올려 놓여질 수 있으며, 이를 통해 샘플(S)의 온도 및 전압 등을 감지할 수 있다.
제 1 가이드부(214)는 도시된 바와 같이 제 1 패턴(210)의 모서리로부터 제 1 거리(D1)만큼 이격 배치될 수 있으며, 바람직하게는 상기 제 1 및 제 2 단자(211)(212)에 대하여 대략 45도 각도를 가지도록 형성되어 각각의 모서리마다 총 4개가 배치될 수 있다.
제 2 가이드부(215)는 제 1 센싱부(213)의 좌우측에 상기 제 1 가이드부(214)와 간섭되지 않는 위치에 배치될 수 있다. 이때, 제 2 가이드부(215)는 도시된 바와 같이 제 1 패턴(210)의 일측 변으로부터 제 2 거리(D2) 이격 배치될 수 있는데, 제 1 거리(D1)는 제 2 거리(D2)보다 길게 형성될 수 있다.
상기한 제 1 및 제 2 가이드부(214)(215)는 샘플(S)의 정확한 설치 위치를 가이드 하기 위한 것으로, 이 제 1 및 제 2 가이드부(214)(215)를 통해 샘플(S)은 항상 정확한 위치에 놓여질 수 있다.
또한 제 1 패턴(210)은 제 1 패턴의 제 1 및 제 2 가이드부(214)(215)를 제외하고 동일한 형태로 제 3 패턴(320)을 구성할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이 구성된 제 1 패턴(210)은 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 감지센서(200)의 상부면에, 그리고 제 3 패턴(320)은 제 2 감지센서(300)의 상부면에 각각 배치될 수 있다.
제 2 패턴(310)은 도 3에 도시된 바와 같이 제 3 단자(311), 제 4 단자(312), 제 2 센싱부(313), 제 3 가이드부(315)를 포함할 수 있다.
제 3 단자(311)는 마이너스 전압 및 전류가 인가되는 것으로, 백금과 같은 통전성 금속재질로 형성될 수 있다. 이때, 제 3 단자(311)는 도시된 바와 같이 대략 직사각형상으로 마련될 수 있다.
제 4 단자(312)는 플러스 전압 및 전류가 인가되는 것으로, 상기 제 3 단자(311)와 한 몸으로 형성될 수 있다.
제 2 센싱부(313)는 일단은 상기 제 3 단자(311)와 연결되고, 타단은 제 4 단자(312)와 연결될 수 있다. 제 2 센싱부(313)는 도시된 바와 같이 지그재그 형상으로 패턴을 형성하며, 일정 넓이를 형성할 수 있다. 이때, 제 2 센싱부(313)를 형성하는 패턴의 폭은 제 3 및 제 4 단자(311)(312)를 연결하는 배선의 폭과 대응되도록 구성될 수 있다. 또한, 제 2 센싱부(313)의 면적은 제 3 및 제 4 단자(311)(312)보다 넓게 형성될 수 있다. 제 2 센싱부(313)의 상면에는 제 2 감지센서(300)의 베이스가 배치될 수 있는데, 이 베이스는 실리콘 재질로 마련될 수 있다.
한편, 제 3 및 제 4 단자(311)(312)와 제 2 센싱부(313)를 포함하는 제 2 패턴(310)은 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 제 1 패턴(210)에 대하여 90도 회전한 상태로 배치될 수 있다.
또한, 제 1 센싱부(213)와 제 2 센싱부(313)은 기본적인 형상은 동일하게 구성되되, 그 크기 및 면적만을 다르게 구성하는 것도 가능하다. 다만, 상기한 바와 같이 배치에 있어서 90도 회전하여 엇갈리게 배치할 수 있다.
상기한 바와 같이 제 1 및 제 2 패턴(210)(310)을 형성하면, 샘플 상하부의 온도차 및 전위차를 불연속적으로 측정할 수 있다. 즉, 샘플(S)의 하부면에 배치되는 제 1 감지센서(200)는 온도 측정시 샘플(S)과 접촉하는 상부면에 상기한 제 1 패턴(210)이 100 Ω RTD sensor로 작동하여, 0.1 mA의 극미 전류를 상기 제 1 센싱부(213)에 공급하여, 이때 발생하는 저항의 변화를 모니터링 함으로써 온도값을 환산할 수 있다.
또한 전압 측정시 온도차에 의해 샘플(S)의 하부표면에 인가되는 전압이 상기 제 1 센싱부(213)에 대전 되어 샘플 하부 표면의 전압을 측정할 수 있다.
한편 샘플(S)의 상부면에 배치되는 제 2 감지센서(300)는 샘플(S)과 접촉하는 하부면에 상기한 제 2 패턴(310)이 배치되고, 상부면에는 제 3 패턴(320)이 배치될 수 있다.
제 2 패턴(310)을 이용하여 온도 측정시 샘플과 접촉하는 하부면에 상기한 제 2 패턴(310)이 100 Ω RTD sensor로 작동하여, 0.1 mA의 극미 전류를 상기 제 2 센싱부(313)에 공급하여, 이때 발생하는 저항의 변화를 모니터링함으로써 온도값을 환산할 수 있다.
또한 전압 측정시 온도차에 의해 샘플(S)의 상부표면에 인가되는 전압이 상기 제 2 센싱부(313)에 대전 되어 샘플 상부 표면의 전압을 측정할 수 있다.
따라서, 제 1 및 제 2 센싱부(213)(313)에서 측정된 온도 및 전압을 참조하여 샘플(S) 상하부의 온도차(ΔT) 및 전위차(ΔV)를 측정하면 샘플의 수직방향(cross -plane)의 제백계수를 측정할 수 있다.
또한, 제 3 패턴(320)을 이용하면, 온도만을 측정하는 것이 가능하며, 샘플(S)을 관통하는 열유속 측정이 가능하다. 즉, 제 2 감지센서의 상하부 온도차를 측정시 100 Ω RTD sensor로 제 2 및 제 3 패턴(310)(320)이 작동 하며, 0.1 mA의 극미 전류를 제 2 및 제 3 센싱부(313)(323)에 공급하여 발생하는 저항변화를 모니터링 함으로써 온도 값으로 환산할 수 있다. 이때, 열저항 물성을 알고 있는 SiO2 및 베이스　재질인　실리콘(Si)의 열저항 물성을 이용하여 상부면의　제 3 패턴(320)과 하부면의 제 2 패턴(310)의 제 3 및 제 2 온도(T3)(T2)를 측정하면 열유속을 환산하는 것이 가능하다. 이때, 환산된 열유속을 이용하여 샘플(S)의 두께 및 면적 등의 형상물성을 대입하면 샘플(S)의 열전도도의 직접적인 측정이 가능하다.
한편, 도 4에 도시된 제 2 감지센서(300)의 단면도에 따르면, 상기 제 2 및 제 3 패턴(310)(320)은 MEMS 구조로 형성된 센싱 패턴이 백금(Pt) 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 백금(Pt) 재질의 제 2 및 제 3 패턴(310)(320)의 상부 및 하부는 산화 실리콘(SiO2)로 감싸질 수 있으며, 제 2 감지센서(300)의 베이스는 실리콘(Si) 재질로 형성될 수 있다.
도 ５ 및 도 ６은 본 실시예에 따른 열전박막의 열전특성 측정센서유닛의 제 1 및 제 2 감지센서(20０)(300)를 이용하여 샘플(S) 온도를 측정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 샘플(S)을 중심으로 샘플(S)의 하측에는 제 1 감지센서(20０)가 배치되고 상측에는 제 2 감지센서(300)가 배치되어 샌드위치 형상으로 각각의 센서들(20０)(300)이 배치될 수 있으며, 이를 통해 수직방향(cross-plane direction)으로의 열전도도를 측정할 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 샘플(S) 상부에 위치한 제 2 감지센서(300)에 해당하는 제 2 및 제 3 센싱부(310)(320)의 제 2 및 제 3 온도(T2)(T3)를 측정하여 이용하는 상기한 방법과 같이, 제 2 감지센서부의 열저항 물성을 이용하여 샘플(S)를 통과하는 열유속을 환산할 수 있고, 샘플(S)의 형상물성을 대입하면 샘플(S)의 열전도도를 직접적으로 측정 가능하다.
또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 샘플(S)의 하부면과 상부면에 각각 배치되는 제 1 및 제 2 패턴(210)(310)을 이용하여 온도차 및 전위차(ΔT) (ΔV)를 측정할 수 있다. 제 1 및 제 2 단자(211)(212)를 연결하여 제 1 온도(T1)를 측정하고, 제 3 및 제 4 단자들(311)(312)을 서로 연결하여 제 2 온도(T2)을 측정할 수 있다. 상기한 제 1 및 제 2 온도(T1)(T2)를 이용하여 샘플 상하부의 온도차(ΔT)를 측정한 후에, 이들을 단락시켜, 제 2 및 제 4 단자(212)(312)를 연결하여 샘플 상하부의 전위차(ΔV)를 측정할 수 있다. 즉, 수직방향(cross-plane) 측정 시 샌드위치 형상으로 한 쌍의 백금 센서 패턴으로 구성된 제 1 및 2 패턴(210)(310)이 상기 샘플(S)을 감싸서 측정하는데, 샘플(S)의 표면 상하부의 온도차를 측정한 후에 전위차를 측정할 수 있다. 이를 위해, 제 1 및 제 2 온도(T1)(T2)를 먼저 측정한 후에, 이들을 단락시켜, 전위차를(ΔV)을 측정할 수 있다.
이와 같이 백금(Pt)이 온도변화에 대하여 저항변화와의 선형적인 관계를 가지는 원리를 이용하여 박막으로 구성되는 샘플(S) 표면의 온도 변화에 따라 제 1 및 제 2 감지센서(20)(300)의 저항 변화를 모니터링할 경우, 손쉽게 온도를 측정할 수 있으며, 이는 대략 30 내지 40 mK의 온도 분해능을 가질 수 있다.
또한, 전압 측정시에는 캐패시터의 원리를 적용할 수 있다. 즉, Pt 도선 부분과 산화실리콘 패시베이션(SiO2 passivation) 부분, 제백효과에 따른 샘플(S)에서의 전위 발생에 의해 캐패시터가 형성될 수 있다. 이때, 저항 부분에서의 전압변화를 모니터링하면, 샘플 표면에 인가되는 전압을 측정할 수 있으며, 이는 대략 1 nV의 분해능을 가질 수 있다. 측정 전압의 범위는 박막형으로 증착된 박막의 두께에 의해 조절될 수 있는데, 본 실시예에 따르면, 대략 10 내지 10000 nV 영역에 해당될 수 있다.
이상과 같은 본 실시예에 따르면, 샘플(S)을 관통하는 수직방향(cross-plane)의 제백계수는 물론 수직방향(cross-plane)의 열전도도를 측정할 수 있기 때문에, 기존의 기술로 시도되지 않았던 박막형 샘플의 제백계수 및 열전도도 등의 열전특성을 측정하는 것이 가능하다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100; 히터유닛 200; 제 1 감지센서
210; 제 1 패턴 211; 제 1 단자
212; 제 2 단자 213; 제 1 센싱부
214; 제 1 가이드부 215; 제 2 가이드부
300; 제 2 감지센서 310; 제 2 패턴
311; 제 3 단자 312; 제 4 단자
313; 제 2 센싱부 315; 제 3 가이드부
320; 제 3 패턴 321; 제 5 단자
322; 제 6 단자 323; 제 3 센싱부
S; 샘플

Claims (10)

  1. 바닥면에 배치되는 히터유닛;
    상기 히터유닛의 상측에 배치되며, 제 1 패턴이 상부면에 형성되는 제 1 감지센서; 및
    상기 제 1 감지센서와 일정 거리 이격 배치되며, 바닥면에는 제 2 패턴이 형성되고, 상부면에는 제 3 패턴이 형성되는 제 2 감지센서;를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 패턴 사이에 피측정 대상물인 샘플이 상기 제 1 및 2 패턴들과 면 접촉하도록 배치되고,
    상기 제 1 패턴은,
    마이너스 전압 및 전류가 인가되는 제 1 단자;
    상기 제 1 단자의 타측에 배치되며 플러스 전압 및 전류가 인가되는 제 2 단자;
    상기 제 1 및 제 2 단자를 연결하는 제 1 센싱부;
    상기 제 1 및 제 2 단자와 간섭되지 않는 위치에 배치되며, 상기 샘플의 안착 위치를 가이드 하는 제 1 가이드부; 및
    상기 제 1 센싱부의 좌우측에 상기 제 1 가이드부와 간섭되지 않는 위치에 배치되는 제 2 가이드부;를 포함하며,
    상기 제 2 패턴은,
    마이너스 전압 및 전류가 인가되는 제 3 단자;
    상기 제 3 단자의 타측에 배치되며 플러스 전압 및 전류가 인가되는 제 4 단자;
    상기 제 3 및 제 4 단자를 연결하는 제 2 센싱부; 및
    상기 제 1 및 제 2 단자와 간섭되지 않는 위치에 배치되며, 상기 샘플의 안착 위치를 가이드 하는 제 3 가이드부;를 포함하며,
    상기 제 3 및 제 4 단자와 제 2 센싱부는 상기 제 1 및 제 2 단자와 제 1 센싱부에 대하여 90도 각도를 가지도록 배치되고,
    상기 제 3 패턴은,
    마이너스 전압 및 전류가 인가되는 제 5 단자;
    상기 제 5 단자의 타측에 배치되며 플러스 전압 및 전류가 인가되는 제 6 단자;
    상기 제 5 및 제 6 단자를 연결하는 제 3 센싱부; 및
    상기 제 3 및 제 4 단자와 간섭되지 않는 위치에 배치되며,
    상기 제 5 및 제 6 단자와 제 3 센싱부는 상기 제 3 및 제 4 단자와 제 2 센싱부에 대하여 90도 각도를 가지도록 배치되고,
    상기 제 1 내지 3 센싱부는 동일한 패턴 및 크기를 가지도록 형성되는 열전박막의 열전특성 측정센서유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 감지센서는,
    실리콘 베이스의 하측에 배치된 상기 제 2 패턴의 상부면과 하부면에 산화 실리콘이 배치되고,
    실리콘 베이스의 상측에 배치된 상기 제 3 패턴의 상부면과 하부면에 산화 실리콘이 배치되는 열전박막의 열전특성 측정센서유닛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 3 및 제 4 단자의 양단을 연결하여 제 1 온도를 측정하고,
    제 1 및 제 2 단자의 양단을 연결하여 제 2 및 제 3 온도를 측정하고,
    제 1 및 제 2 온도를 이용하여 샘플 상하부의 온도차를 측정하는 열전박막의 열전특성 측정센서유닛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 2 및 제 4 단자의 양단을 연결하여 샘플 상하부의 전위차를 측정하는 열전박막의 열전특성 측정센서유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    샘플 상하부간 온도차와 전위차를 이용하여 샘플의 수직방향(cross-plane)의 제벡계수를 직접 측정하고,
    상기 제 2 감지센서의 열저항 물성과 샘플의 형상 물성 및 제 2 및 제 3 온도의 온도차를 이용하여 샘플의 수직방향(cross-plane)의 열전도도를 직접 측정하는 열전박막의 열전특성 측정센서유닛
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 패턴은,
    MEMS 구조로 형성된 센싱 패턴이 백금(Pt) 재질로 형성되는 열전박막의 열전특성 측정센서유닛.

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