KR20150053488A - 열전 소자의 열전전도도 계측장치 및 그의 계측방법 - Google Patents

열전 소자의 열전전도도 계측장치 및 그의 계측방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열전 소자의 열전전도도 계측장치 및 그의 계측방법을 개시한다. 그의 장치는, 시편인 열전소자의 물성 측정을 위한 환경을 제공하고, 상기 시편의 양단 각각에 접촉되는 접점들을 형성하는 전극 부를 포함하는 시편 고정 모듈과, 상기 시편을 가열하는 제 1 주파수의 소스 교류 전압을 상기 전극 부에 제공하고 상기 전극 부와 상기 시편 사이의 상기 접점들에서 발생하는 온도 변화로부터 생성되는 상기 제 1 주파수보다 큰 제 2 주파수의 제 1 열전 교류 전압과, 상기 시편의 저항 변화에 의해 생성되는 상기 제 2 주파수보다 큰 제 3 주파수의 제 2 열전 교류 전압을 검출하여 열전전도도를 획득하는 측정 회로 모듈을 포함한다.

Description

열전 소자의 열전전도도 계측장치 및 그의 계측방법{thermoelectric conductivity measurement instrument of thermoelectric device and measuring method of the same}
본 발명은 전기 소자의 테스트 장치 및 그의 테스트 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 열전 소자의 열전전도도 계측장치 및 그의 계측 방법에 관한 것이다.
최근, 청정 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 열전 소자에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 열전소자는 열에너지를 전기에너지로 바꾸거나, 또는 반대로 전기에너지를 인가하여 온도 차이를 발생시킬 수 있다.
열전소자의 열전효율을 가늠하는 지표로는 ZT 값(Thermoelectric figure of merit value)이 사용된다. ZT 값은 지벡계수(Seebeck coefficient)의 제곱과 전기전도도(Electric conductivity)에 비례하고, 열전전도도(Thermal conductivity)에 반비례한다. ZT 값은 해당 물질마다 고유한 특성으로 결정될 수 있다.
열전전도도는 시편(sample)과 전극 간의 접점을 사용하여 계측될 수 있다. 시편 및 전극에는 직류 또는 교류 전류가 인가될 수 있다. 시편과 전극 사이의 접점은 펠티에 효과(Peltier effect)에 의해 가열될 수 있다. 접점에서의 온도 변화에 따른 열전전도도가 계측될 수 있다. 그러나, 접점을 가열하면서 열전전도도를 동시에 검출하는 것은 현재 기술로는 거의 불가능한 실정이다.
왜냐하면, 직류전류를 사용하는 경우에는 평판전극과 시편간의 접점에서 발생하는 미약한 열전 전압을 직류전류를 유지하기 위하여 필요한 직류 전압으로부터 분리하여 계측하기 어렵기 때문이다. 또한, 교류전류를 사용하더라도 구동전압의 주파수와 펠티에 효과(Peltier effect)에 의하여 유도되는 온도진동으로부터 발생하는 열전전압의 주파수가 동일하므로 구동전압과 열전전압을 분리하여 계측하는 것이 어렵기 때문이다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 접점의 온도를 변화시키면서 동시에 열전전도도를 계측할 수 있는 열전 소자의 열전전도도 계측장치 및 그의 계측 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 열전 소자의 열전전도도 계측장치는, 시편인 열전소자의 물성 측정을 위한 환경을 제공하고, 상기 시편의 양단 각각에 접촉되는 접점들을 형성하는 전극 부를 포함하는 시편 고정 모듈; 및 상기 시편을 가열하는 제 1 주파수의 소스 교류 전압을 상기 전극 부에 제공하고 상기 전극 부와 상기 시편 사이의 상기 접점들에서 발생하는 온도 변화로부터 생성되는 상기 제 1 주파수보다 큰 제 2 주파수의 제 1 열전 교류 전압과, 상기 시편의 저항 변화에 의해 생성되는 상기 제 2 주파수보다 큰 제 3 주파수의 제 2 열전 교류 전압을 검출하여 열전전도도를 획득하는 측정 회로 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 측정 회로 부는, 상기 소스 교류 전압을 생성하여 상기 전극 부에 제공하는 저주파 생성기; 상기 시편 양단의 상기 전극 부에 연결되고, 상기 제 1 열전 교류 전압 및 상기 제 2 열전 교류 전압을 증폭하는 제 1 차동 증폭기; 및 상기 제 1 차동 증폭기와 상기 저주파 생성기에 각각 연결되어 노이즈를 제거하고 제 1 열전 교류 전압과 제 2 열전 교류 전압을 검출하는 록인 증폭기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 측정 회로 부는, 상기 시편의 양단의 상기 제 1 차동 증폭기 입력단에 연결되고, 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 계측하는 전압계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 시편 고정 모듈은 상기 전극 부, 상기 시편, 및 상기 접점들을 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 측정 회로 부는, 상기 저주파 생성기와 상기 전극 부 사이에 직렬로 연결된 가변 저항 부; 상기 가변 저항 부의 양단의 상기 저주파 생성기와 상기 전극 부에 연결된 제 2 차동 증폭기; 및 상기 제 1 차동 증폭기와 상기 제 2 차동 증폭기 각각의 출력 단에 연결되고, 상기 록인 증폭기의 입력 단에 연결되는 비교기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 시편의 일단과 상기 저주파 생성기에 연결되고, 상기 시편의 타단과 상기 가변 저항 부에 연결되고, 상기 시편의 일단 및 타단과 상기 제 1 차동 증폭기의 입력 부에 각각 연결된 4 포인트 프로브들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 록인 증폭기는, 상기 제 1 주파수의 상기 소스 교류 전압을 상기 히터에 제공하는 로우 패스 필터 부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 록인 증폭기는, 직류 성분의 노이즈가 제거된 상기 소스 교류 전압을 상기 로우 패스 필터에 제공하는 하이 패스 필터 부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 록인 증폭기는 하이 패스 필터와 상기 로우 패스 필터 사이에 배치된 변조기 부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 시편 고정 모듈은 극저온 프루브 스테이션을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 전극 부는, 상기 시편 아래에 배치되어 상기 접점들 중 하나를 형성하는 하부 전극; 및 상기 하부 전극 상의 상기 시편 위에 배치되어 상기 접점들 중 나머지 하나를 형성하는 상부 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 시편 고정 모듈은, 냉각 척; 상기 냉각 척을 고정하는 하부 지지대; 상기 냉각 척 상에 상기 시편과 상기 전극 부 상에 배치되어 상기 히터를 수용하는 매개체 블록; 상기 매개체 블록을 둘러싸며 상기 히터 및 상기 매개체 블록의 온도 변화를 방지하는 단열 실린더; 및 상기 단열 실린더를 상기 지지대에 고정하는 상부 지지대를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 시편 고정 모듈은, 상기 하부 전극과 상기 냉각 척 사이에 배치되어 상기 접점들 중 하나의 온도를 감지하는 하부 온도 센서; 및 상기 상부 전극과 상기 매개체 블록 사이에 배치되어 상기 접점들 중 나머지 하나의 온도를 감지하는 상부 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 단열 실린더 내의 상기 상부 지지대와 상기 매개체 블록 사이에 배치된 압력계; 상기 상부 지지대를 관통하여 상기 압력계에 연결된 피스톤 샤프트; 상기 피스톤 샤프트 상에 배치되고, 상기 매개체 블록, 상기 압력계, 및 상기 피스톤 샤프트를 누르는 압력을 제공하는 에어 실린더; 및 상기 하부 지지대에 고정되고, 상기 에어 실린더, 상기 단열 실린더, 및 상기 상부 지지대를 고정하는 중심 지지대를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 열전 소자의 열전전도도 계측방법은, 편을 시편 고정 모듈 내에 고정하고 상기 시편 고정 모듈 내의 전극 부와 상기 시편 사이에 접점을 형성하는 단계; 상기 시편에 제 1 주파수의 소스 교류 전압을 인가하여 상기 접점을 국소적으로 가열하는 단계; 상기 접점의 가열에 의한 온도 변화로부터 상기 제 1 주파수보다 큰 제 2 및 제 3 주파수의 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 측정하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 이용하여 상기 접점에서의 열전전도도를 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 접점의 가열 단계는, 상기 전극 부 또는 상기 시편을 순차적으로 가열하고, 동시에 상기 상기 전극 부 또는 상기 시편의 온도를 계측하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 접점은 나노 크기로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 접점은 2도 이하의 상기 온도 변화를 단위로 가열될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 열전 소자의 열전전도도 계측장치는, 열전 소자에 연결된 전극과 상기 열전 소자를 가열하는 히터를 구비한 소자 고정 모듈과, 상기 전극을 통해 상기 열전 소자에 소스 교류를 제공하여 열전 교류 전압을 검출하는 측정 회로 모듈을 포함할 수 있다. 소자 고정 모듈 및 측정 화로 모듈은 전극과 열전 소자 사이의 접점을 가열하고, 동시에 상기 접점의 온도 변화에 따른 열전 교류 전압을 검출할 수 있다. 열전 교류 전압은 접점의 온도 변화에 따른 열전전도도로 계산될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 열전 소자의 열전전도도 계측장치는 열전전도도를 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열전 소자의 열전전도도 계측 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 시편 고정 모듈의 사시도와 측면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 시편 고정 모듈의 분해 사시도이다.
도 5 내지 도 19는 시편 고정 모듈의 구성 요소들 각각의 결합 과정을 나타낸 사시도들이다.
도 20은 측정 회로 모듈을 나타내는 회로도이다.
도 21은 도 20의 록킹 증폭기를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 열전전도도 측정 장치의 열전전도도 측정 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열전 소자의 열전전도도 계측 장치를 개략적으로 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 열전 소자의 열전전도도 계측 장치는 시편 고정 모듈(100)과, 측정 회로 모듈(200)을 포함할 수 있다.
시편 고정 모듈(100)은 시편(300)을 고정할 수 있다. 시편 고정 모듈(100)은 극저온 프루브 스테이션을 포함할 수 있다. 시편(300)은 시편 고정 모듈(100)의 전극 부(110) 사이에 배치될 수 있다. 전극 부(110)는 시편(300) 위의 상부 전극(110a)과, 시편(300) 아래의 하부 전극(110b)을 포함할 수 있다.
시편(300)은 고온 부(310), 레그 부(312), 및 저온 부(320)를 포함할 수 있다. 고온 부(310)는 상부 전극(110a)에 접촉될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고온 부(310)와 상부 전극(110a) 사이에 나노 크기(size)의 상부 접점(330)이 형성될 수 있다. 저온 부(320)는 하부 전극(110b)에 접촉될 수 있다. 저온 부(320)와 하부 전극(110b) 사이에 나노 크기의 하부 접점(340)이 형성될 수 있다. 레그 부(312)는 반도체 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시편(300)의 레그 부(312)는 결정 실리콘과, 상기 결정 실리콘 상의 백금 층, 및 상기 백금 층 상의 폴리 실리콘 층을 포함할 수 있다. 결정 실리콘과 폴리 실리콘 층은 도전성 불순물로 도핑될 수 있다.
측정 회로 모듈(200)은 시편 고정 모듈(100)의 전극 부(110)와 시편(300)에 제 1 주파수(1w)의 소스 교류 전압을 제공할 수 있다. 시편(300)은 소스 교류 전압에 따른 소스 교류 전류에 의해 자체 가열되어 온도가 상승될 수 있다. 시편(300)의 가열 온도로부터 지벡 효과에 의해 상부 접점(330) 또는 하부 접점(340)에서 상기 제 1 주파수(1w)보다 높은 제 2 및 제 3 주파수(2w, 3w)의 제 1 및 제 2 열전 교류 전압이 발생될 수 있다. 측정 회로 모듈(200)은 제 2 및 제 3 주파수(2w, 3w)의 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 검출하여 열전전도도를 산출할 수 있다. 따라서, 측정 회로 모듈(200)은 시편(300)을 가열하고 동시에 상기 시편(300)과 전극 부(110) 사이의 상부 접점(330) 또는 하부 접점(340)에서의 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 검출할 수 있다.
도 2 및 도 3은 시편 고정 모듈(100)의 사시도와 측면도이다. 도 4는 도 2 및 도 3의 시편 고정 모듈(100)의 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4을 참조하면, 시편 고정 모듈(100)은 냉각 척(101), 바닥 지지대(102), 단열 실린더(103), 압력 센서(104), 상부 지지대(105), 히터(106), 중심 지지대(107), 매개체 블록(108), 상부 및 하부 온도 센서들(109a, 109b), 전극 부(110), 제 1 고정 너트(111), 에어 실린더(112), 피스톤 샤프트(113), 제 2 고정 너트(114)를 포함할 수 있다.
냉각 척(101)은 하부 온도 센서(109b) 아래에 배치될 수 있다. 냉각 척(101)은 하부 온도 센서(109b), 하부 전극(110b), 및 시편(300)의 저온 부(320)를 냉각시킬 수 있다.
바닥 지지대(102)는 냉각 척(101)을 고정할 수 있다. 바닥 지지대(102)는 냉각 척(101)을 둘러싸는 링 모양을 가질 수 있다.
하부 온도 센서(109b)는 냉각 척(101) 상에 배치될 수 있다. 하부 온도 센서(109b)는 시편(300)의 저온 부(320)의 온도를 계측할 수 있다.
하부 전극(110b)은 하부 온도 센서(109b) 상에 배치될 수 있다. 하부 전극(110b) 상에는 시편(300)의 저온 부(320)가 배치될 수 있다. 시편(300)의 저온 부(320), 하부 전극(110b), 하부 온도 센서(109b)는 냉각 척(101)에 의해 냉각될 수 있다. 하부 전극(110b)은 평판 전극을 포함할 수 있다.
상부 전극(110a)은 시편(300)의 고온 부(310) 상에 배치될 수 있다. 상부 전극(110a)은 평판 전극을 포함할 수 있다.
상부 온도 센서(109a)는 상부 전극(110a) 상에 배치될 수 있다. 상부 온도 센서(109a)는 시편(300)의 고온 부(310)의 온도를 계측할 수 있다.
시편(300)의 고온 부(310) 위에 상부 전극(110a) 및 상부 온도 센서(109a)가 순차적으로 배치될 수 있다. 시편(300)의 고온 부(310), 상부 전극(110a), 상부 온도 센서(109a), 및 매개체 블록(108)은 히터(106)에 의해 가열될 수 있다.
히터(106)는 단열 실린더(103)의 측벽을 관통하여 매개체 블록(108)에 연결될 수 있다. 히터(106)는 측정 회로 모듈(200)의 소스 교류 전압에 의해 발열될 수 있다. 히터(106)는 매개체 블록(108)을 제 1 온도로 가열할 수 있다.
매개체 블록(108)은 히터(106)와 상부 온도 센서(109a) 사이에 제 1 온도의 열을 전달할 수 있다.
단열 실린더(103)는 히터(106), 매개체 블록(108), 및 압력 센서(104)를 둘러쌀 수 있다. 단열 실린더(103)는 히터(106)의 열을 보존할 수 있다. 단열 실린더(103) 내부의 제 1 온도는 외부의 환경과 독립적으로 일정하게 유지될 수 있다. 상부 온도 센서(109a)는 매개체 블록(108) 및 상부 전극(110a)의 제 1 온도를 검출할 수 있다.
상부 지지대(105)는 단열 실린더(103) 및 압력 센서(104)를 덮을 수 있다. 상부 지지대(105)는 단열 실린더(103)과 동일한 직경을 가질 수 있다.
중심 지지대(107)는 단열 실린더(103) 및 상부 지지대(105)를 덮을 수 있다. 단열 실린더(103)는 중심 지지대(107)의 중앙에 배치될 수 있다. 중심 지지대(107)는 바닥 지지대(102)에 고정될 수 있다.
에어 실린더(112)는 중심 지지대(107)를 관통하여 상부 지지대(105)에 지지될 수 있다. 제 1 고정 너트(111)는 에어 실린더(112)를 중심 지지대(107)에 고정할 수 있다. 에어 실린더(112)에는 에어 압력이 제공될 수 있다.
피스톤 샤프트(113)는 에어 압력에 의해 에어 실린더(112) 내에서 이동될 수 있다. 피스톤 샤프트(113)는 상부 지지대(105)를 관통하여 압력 센서(104)까지 연장될 수 있다. 제 2 고정 너트(114)는 피스톤 샤프트(113)를 상부 지지대(105)에 고정할 수 있다. 피스톤 샤프트(113)는 상부 지지대(105), 압력 센서(104), 매개체 블록(108), 상부 온도 센서(109a), 및 상부 전극(110a)을 일정한 압력으로 시편(300)의 고온 부(310)에 누를 수 있다.
따라서, 시편(300)의 고온 부(310)와 상부 전극(110a)은 에어 압력에 비례하는 면적의 상부 접점(330)을 가질 수 있다.
이하, 시편 고정 모듈(100)의 결합 과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 5 내지 도 19는 시편 고정 모듈(100)의 구성 요소들 각각의 결합 과정을 나타낸 사시도들이다.
도 5를 참조하면, 냉각 척(101)을 제공한다.
도 6을 참조하면, 냉각 척(101)의 가장자리 둘레에 바닥 지지대(102)를 배치한다. 냉각 척(101)은 바닥 지지대(102)의 중심으로 돌출될 수 있다.
도 7을 참조하면, 냉각 척(101) 상에 하부 온도 센서(109b)를 배치한다. 하부 온도 센서(109b)와 냉각 척(101)은 접착제(미도시)에 의해 고정될 수 있다.
도 8을 참조하면, 하부 온도 센서(109b) 상에 하부 전극(110b)를 순차적으로 배치한다. 하부 온도 센서(109b)와 하부 전극(110b)은 접착제에 의해 고정될 수 있다.
도 9를 참조하면, 하부 전극(110b) 상에 시편(300)을 탑재하고, 상기 시편(300) 상에 상부 전극(110a)를 배치한다. 시편(300)과 하부 전극(110b)은 하부 접점(340)을 형성할 수 있다. 하부 온도 센서(109a)는 하부 접점(340)의 온도를 계측할 수 있다. 시편(300)과 상부 전극(110a)은 상부 접점(330)을 형성할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상부 전극(110a) 상에 상부 온도 센서(109a)를 배치한다. 상부 온도 센서(109a)는 상부 전극(110a)과 시편(300) 사이의 상부 접점(330) 온도를 계측할 수 있다.
도 11을 참조하면, 상부 온도 센서(109a) 상에 매개체 블록(108)을 배치한다.
도 12를 참조하면, 매개체 블록(108)을 둘러싸는 단열 실린더(103)를 배치한다. 단열 실린더(103)는 매개체 블록(108), 상부 온도 센서(109a), 상부 전극(110a), 및 상부 접점(330)의 열(heating)을 보온할 수 있다.
도 13을 참조하면, 매개체 블록(108) 상의 단열 실린더(103) 내에 압력 센서(104)를 장착한다. 압력 센서(104)는 매개체 블록(108), 상부 온도 센서(109a), 상부 전극(110a), 및 시편(300)에 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
도 14를 참조하면, 단열 실린더(103)과 압력 센서(104) 상에 상부 지지대(105)를 배치한다. 상부 지지대(105)는 단열 실린더(103) 내에 압력 센서(104), 및 매개체 블록(108)을 속박시킬 수 있다. 압력 센서(104), 및 매개체 블록(108)은 단열 실린더(103) 내에서 위 아래로 이동될 수 있다.
도 15를 참조하면, 피스톤 샤프트(113)를 상부 지지대(105)에서부터 압력 센서(104)까지 삽입한다. 피스톤 샤프트(113)는 압력 센서(104)를 아래 방향으로 누를 수 있다.
도 16을 참조하면, 제 2 고정 너트(114)로 피스톤 샤프트(113)를 상부 지지대(105)에 고정한다.
도 17을 참조하면, 피스톤 샤프트(113)를 에어 실린더(112)에 삽입한다. 에어 실린더(112)는 피스톤 샤프트(113)의 위 아래 이동 압력을 제공할 수 있다.
도 18을 참조하면, 중심 지지대(107)를 상부 지지대(105) 및 단열 실린더(103) 상에 덮는다. 에어 실린더(112)는 중심 지지대(107)에 통과될 수 있다.
도 19를 참조하면, 제 1 고정 너트(111)로 에어 실린더(112)를 중심 지지대(107)에 고정할 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 히터(106)를 단열 실린더(103)의 측벽 내에 삽입한다. 히터(106)는 시편(300)의 자연 냉각을 방지하는 열을 제공할 수 있다. 히터(106)는 측정 회로 모듈(200)에서의 소스 교류 전압 및 소스 교류 전류에 의해 가열될 수 있다.
따라서, 시편 고정 모듈(100)은 시편(300)의 열전전도도를 계측하기 위한 환경을 제공할 수 있다.
도 20은 측정 회로 모듈(200)을 나타내는 회로도이다.
도 1 및 도 20을 참조하면, 측정 회로 모듈(200)은 저주파 생성기(201), 가변 저항(203), 전압계(205), 제 1 차동 증폭기(206), 제 2 차동 증폭기(207), 비교기(208), 및 록킹 증폭기(209)를 포함할 수 있다.
저주파 생성기(201)는 제 1 주파수의 소스 교류 전압을 생성하고, 상기 소스 교류 전압을 전극 부(110)의 상부 전극(110a)과 하부 전극(110b)에 제공할 수 있다. 전극 부(110)는 4 포인트 프로브들(110c, point probe)를 포함할 수 있다. 4 포인트 프로브들(110c)은 상부 전극(110a)과 하부 전극(110b)에 연결되는 복수개의 프로브 패드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 4 포인트 프로브들(110c) 중 복수개의 프로브 패드들은 상부 전극(110a)에 연결되고, 나머지 복수개의 프로브 패드들은 하부 전극(110b)에 연결될 수 있다.
제 1 차동 증폭기(206)의 입력부는 시편(300) 양단의 상부 전극(110a)과 하부 전극(110b)에 각각 연결될 수 있다. 제 1 차동 증폭기(206)는 시편(300)의 제 1 열전 교류 전압 및 상기 제 2 열전 교류 전압을 증폭할 수 있다. 제 1 열전 교류 전압 및 상기 제 2 열전 교류 전압은 후속에서 구체적으로 설명하기로 한다. 제 1 차동 증폭기(206)의 출력 부는 비교기(208)에 연결될 수 있다.
전압계(205)는 시편(300)의 고온 부(310)와 저온 부(320)에 각각 연결될 수 있다. 전압계(205)는 시편(300)의 온도 변화에 따른 제 2 주파수의 제 1 열전 교류 전압을 계측할 수 있다.
가변 저항(203)은 저주파 생성기(201)와 상부 전극(110a) 사이에 연결될 수 있다. 가변 저항(203)은 상부 전극(110a)과 하부 전극(110b) 사이의 시편(300)의 저항과 동일한 저항 값으로 설정될 수 있다. 가변 저항(203)은 시편(300)의 저항 보다 큰 저항 값을 가질 수 있다. 가변 저항(203)은 상부 전극(110a)의 상부 접점(330)과 하부 전극(110b)의 하부 접점(340)에서의 온도변화에 의한 저항의 변화가 회로 내에 흐르는 전류에 영향을 미치는 것을 방지하고, 전류를 일정하게 유지시킬 수 있다. 4 포인트 프로브들 중 복수개의 프로브 패드들은 가변 저항(203)과 저주파 생성기(201)에 각각 연결되고, 나머지 복수개의 프로브 패드들은 제 1 차동 증폭기(206)의 입력 부에 각각 연결될 수 있다.
제 2 차동 증폭기(207)의 입력부는 가변 저항(203)의 양단의 저주파 생성기(201)와 상부 전극(110a)에 연결될 수 있다. 제 2 차동 증폭기(207)의 출력 부는 비교기(208)에 연결될 수 있다. 제 2 차동 증폭기(207)는 가변 저항(203)에서의 교류 전압을 증폭시킬 수 있다.
비교기(208)는 제 1 차동 증폭기(206)와 제 2 차동 증폭기(207)의 입력 부에 각각 연결될 수 있다. 비교기(208)는 시편(300)과 가변 저항(203) 각각의 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 비교할 수 있다. 비교기(208)의 출력 부는 록킹 증폭기(209)에 연결될 수 있다.
록킹 증폭기(209)의 입력 부는 비교기(208)와 저주파 생성기(201)에 각각 연결될 수 있다. 록킹 증폭기(209)는 저주파 생성기(201)에서의 소스 교류 전압(106)으로부터 노이즈를 제거하는 역할과, 제 1 차동 증폭기(206)에서의 제 2 열전 교류 전압을 검출하는 역할을 수행할 수 있다.
먼저, 록킹 증폭기(209)는 제 1 주파수의 소스 교류 전압을 히터(106)에 제공할 수 있다. 소스 교류 전압은 제 2 주파수 및 제 3 주파수 성분과 직류 성분의 노이즈가 제거될 수 있다. 소스 교류 전압의 노이즈의 제거는 다음의 수학식 1 내지 4에 의해 설명될 수 있다.
저주파 생성기(201)에서 제공되는 제 1 주파수의 소스 교류 전압의 기준 전압(Vref)은 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
여기서, Vref는 입력 기준전압이다. Vsig는 신호 전압이다. wr은 제 1 주파수의 기준 주파수이고, t는 시간 변수(variable)이다. θsig는 신호 전압의 위상(phase)이다. 이때, 입력 기준전압은 제 1 주파수의 소스 교류 전압일 수 있다.
다음, 비교기(208)를 통해 입력된 록킹 증폭기(209)에 인가되는 입력 신호 전압은 수학식 2와 같다.
Figure pat00002
여기서, Vlock - in은 록킹 증폭기(209)의 입력 신호 전압이다. VL은 록킹 전압이고, wL은 록킹 주파수이다. Θref는 기준전압의 위상이다. 입력 신호 전압은 제 1 및 제 2 열전 교류 전압일 수 있다.
록킹 증폭기(209) 내에서의 입력 기준 전압과 입력 신호 전압의 위상전압(phase sensitivity detecting voltage)은 수학식 3과 같다.
Figure pat00003
여기서, VPSD는 위상 전압이다. VPSD의 직류 출력 성분은 기준 주파수와 록킹 주파수가 동일한 조건(
Figure pat00004
Figure pat00005
에서 수학식 4와 같이 얻어질 수 있다.
Figure pat00006
록킹 증폭기(209)는 2w 성분의 제 1 열전 교류 전압이 제거된 위상 전압을 검출할 수 있다. 이때, 록킹 증폭기(209)는 위상전압의 동위상(
Figure pat00007
, in phase), 역위상(
Figure pat00008
), out of phase), 진폭(
Figure pat00009
), 위상(
Figure pat00010
)을 측정할 수 있다.
도 21은 도 20의 록킹 증폭기(209)를 구체적으로 보여준다.
도 1 및 도 21을 참조하면, 록킹 증폭기(209)는 제 1 및 제 2 하이 패스 필터들(212, 214), 제 1 및 제 2 복조기들(222, 224), 및 제 1 및 제 2 로우 패스 필터들(232, 234)을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 하이 패스 필터들(212, 214)은 록킹 증폭기(209)의 입력 신호 전압과 입력 기준 전압 각각에서의 직류 성분을 제거할 수 있다. 제 1 및 제 2 하이 패스 필터들(212, 214) 각각은 C-R 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 하이 패스 필터들(212, 214)은 제 1 커패시터(C1)-제 1 저항(R1)의 필터 회로와, 제 2 커패시터(C2)-제 2 저항(R2)의 필터 회로를 각각 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 복조기들(222, 224)은 제 1 및 제 2 하이 패스 필터들(212, 214)에 각각 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 복조기들(222, 224)은 입력 신호 전압과 입력 기준 전압으로부터 소스 교류 전압을 복조할 수 있다. 소스 교류 전압은 직류 성분이 제거되고, 제 1 내지 제 3 주파수 성분을 가질 수 있다.
제 1 및 제 2 로우 패스 필터들(232, 234)은 제 1 및 제 2 복조기들(222, 224)에 각각 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 로우 패스 필터들(232, 234)은 제 2 주파수 및 제 3 주파수 성분을 제거할 수 있다. 제 1 및 제 2 로우 패스 필터들(232, 234)은 R-C 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 로우 패스 필터들(232, 234)은 제 3 및 제 4저항들(R3, R4)-제 4 내지 제 6 커패시터들(C4, C5, C6)의 필터 회로와, 제 5 및 제 6 저항들(R5)-제 7 내지 제 9 커패시터들(C7, C8, C9)의 필터 회로를 각각 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 로우 패스 필터들(232, 234)를 통해 전달된 소스 교류 전압은 히터(106)에 제공될 수 있다. 따라서, 록킹 증폭기(209)는 노이즈 성분이 제거된 제 1 주파수의 소스 교류 전압을 히터(106)에 제공할 수 있다.
다음, 록킹 증폭기(209)는 제 2 열전 교류 전압을 검출할 수 있다.
도 1, 도 20 및 도 21을 참조하면, 록킹 증폭기(209)는 록킹 증폭기(209)의 제 1 및 제 2 하이 패스 필터(210)를 통과하는 입력 신호 전압은 직류 성분과 제 1 주파수 성분이 제거될 수 있다. 직류 성분과 제 1 주파수 성분은 제 2 주파수 성분과 제 3 주파수 성분에 비해 작기 때문이다.
히터(106) 또는 시편(300)에 제공되는 소스 교류 전류는 수학식 5와 같다.
Figure pat00011
여기서, Ih ,o(t)는 소스 교류 전류 값이다. Ih ,o는 소스 교류 전류의 진폭이다. w는 제 1 주파수이다. 소스 교류 전류는 시편(300)의 주울 히팅(Joule heating)을 발생시킬 수 있다. 주울 히팅에 사용되는 전력(power)은 수학식 6과 같다.
Figure pat00012
Ph(t)는 히팅 전력 값이다. Rh ,o는 히팅 저항(heating resistance)이다. 소스 교류 전류의 제곱으로 나타나는 제 1 주파수 성분은 상기 제 1 주파수 보다 큰 제 2 주파수 성분으로 변환될 수 있다.
히팅 전력은 수학식 7과 8의 직류 성분의 전력과 제 2 주파수 성분의 전력으로 분류될 수 있다.
Figure pat00013
PDC는 직류 성분의 전력 값이다.
Figure pat00014
PAC는 교류 성분의 전력 값이다.
한편, 히팅 평균 전력(Prms)은 아래의 수학식 9와 같고, 평균 전력 값은 직류 전력 값과 동일할 수 있다.
Figure pat00015
Prms는 평균 전력 값이다. Ih , rms는 히팅 평균 전류 값이다. 히팅 평균 전류 값은 다음의 수학식 10과 같다.
Figure pat00016
τ는 소스 교류 전류의 1사이클 동안에 요구되는 시간이다. τ는 제 1 주파수의 역수로서, 상기 제 1 주파수로 표시될 수 있다. 히팅 평균 전류 값은 진폭(Ih ,o)에 비례할 수 있다.
한편, 히터(106) 및 시편(300)의 온도가 변화될 때, 히팅 전력이 발생될 수 있다. 이러한 온도 변화는 다음의 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00017
ㅿT는 온도 변화 값이다. ㅿTDC는 직류 성분의 온도 변화 값이다. ㅿTAC는 교류 성분의 온도 변화 값이다. 히팅 저항은 아래의 수학식 12와 같다.
Figure pat00018
Rh(t)는 히팅 저항 값이다. Rh ,o는 히팅 저항 값의 진폭이다. βh는 히팅 저항의 온도 계수이다. 시편(300) 양단의 히터 저항을 측정하면, 열 강하(drop across heater)가 측정될 수 있다.
Figure pat00019
Vh(t)는 시편(300)의 하모니 전압 값이다. 하모니 전압 값은 열전전도도 성분의 제 2 열전 교류전압 값(Vh ,3w(t))을 포함할 수 있다. 제 2 열전 교류전압 값은 수학식 14와 같다.
Figure pat00020
Vh ,3w(t)는 제 2 열전 교류 전압 값이다. 제 2 열전 교류 전압 값의 크기는 시편(300)의 열전에 대한 정보와 같은 유용한 정보를 포함할 수 있다. 제 2 열전 교류 전압이 계측되면, 히팅 저항의 온도 계수(βh)가 산출될 수 있다. 온도 계수는 열전전도도와 비례 관계를 가질 수 있다. 제 3 주파수의 제 2 열전 교류 전압 값이 검출되면 열전전도도는 산출될 수 있다. 제 2 열전 교류 전압 값의 전력으로 변환될 수 있다. 전력은 상부 접점(330)과 하부 접점(340)에 통과되는 단위 시간 당 및 단위 면적 당의 열류량에 대응될 수 있다. 열전전도도는 열류량을 온도 변화로 나눈 값에 대응될 수 있다. 따라서, 록킹 증폭기(209)는 제 3 주파수 성분의 제 2 열전 교류 전압 값을 계측할 수 있다.
수학식 15와 수학식 16은 제 2 열전 교류전압과 교류 성분의 온도 변화를 나타낸다.
Figure pat00021
Figure pat00022
더불어, 제 2 열전 교류전압과 교류 성분의 온도 변화는 정위상과 역위상으로 구성되는 복소수들이다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 열전전도도 측정 장치의 열전전도도 측정 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 22를 참조하면, 시편(300)을 시편 고정 모듈(100) 내에 고정하고, 상기 시편(300)의 고온 부(310) 및 상부 전극(110a) 사이에 상부 접점(330)과, 저온 부(320) 및 하부 전극(110b) 사이에 하부 접점(340)을 형성한다(S10). 상부 접점(330)과, 하부 접점(340)은 나노 크기로 형성될 수 있다. 상부 접점(330)의 크기는 상부 전극(110a)과 고온 부(310)의 사이의 압력에 의해 결정될 수 있다. 하부 접점(340)의 크기는 저온 부(320) 및 하부 전극(110b) 사이의 압력에 의해 결정될 수 있다. 상부 전극(110a)과 하부 전극(110b) 사이의 압력은 압력 센서(104)에 의해 검출될 수 있다.
다음, 시편(300)에 소스 교류 전압을 인가하여 상부 접점(330)과 하부 접점(340)을 펠티에 효과에 의하여 국소적으로 가열(heating)한다(S20). 상부 온도 센서(109a)와 하부 온도 센서(109b)는 상부 전극(110a)과 하부 전극(110b)의 온도를 각각 계측할 수 있다. 초기에 상부 전극(110a)과 하부 전극(110b)는 동일한 온도로 설정되어 평형 온도를 가질 수 있다. 상부 접점(330)과, 하부 접점(340)은 소스 교류 전압의 소스 교류 전류에 비례하여 순차적으로 가열될 수 있다. 소스 교류 전압와 소스 교류 전류는 제 1 주파수를 가질 수 있다. 상부 전극(110a)과 하부 전극(110b)은 약 2K(도 케이) 이내의 온도 변화를 단위로 가열될 수 있다.
그 다음, 상부 접점(330)과 하부 접점(34)의 가열에 의한 온도 변화로부터 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 측정한다(S30). 록킹 증폭기(209)에서 소스 교류 전압이 제거되면, 제 1 및 제 2 열전 교류 전압은 검출될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 열전 교류 전압은 제 1 주파수보다 큰 제 2 및 제 3 주파수를 각각 가질 수 있다.
그리고, 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 이용하여 상부 접점(330)과 하부 접점(340)에서의 열전전도도를 산출한다(S40). 제 2 열전 교류 전압은 하모닉 전압으로서, 온도 계수에 대응되는 열전전도도에 비례할 수 있다. 열전전도도는 제 2 열전 교류 전압을 온도 변화로 나눈 값에 대응될 수 있다.
마지막으로, 제 2 열전 교류 전압 및 제 3 열전 교류 전압을 이용하여 시편(300)과 전극 부(110) 사이의 상부 접점(330)과 하부 접점(340)에서의 열전전도도를 산출한다. 열전전도도는 시편(300)의 고온 부(310)와 저온 부(320) 사이의 상부 접점(330)과 하부 접점(340)에 통과되는 단위 시간 당 및 단위 면적 당의 열류량을 온도 변화로 나눈 값으로 정의될 수 있다. 열류량은 시편(300)에 인가되는 전력(power)에 대응될 수 있다. 상술한 바와 같이, 전력은 제 2 열전 교류 전압 및 제 3 열전 교류 전압 중 어느 하나와 시편(300)의 고유 저항의 곱에 대응될 수 있다. 온도 변화는 2K일 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 열전전도도 계측방법은 시편의 온도를 변화시키면서, 열전전도도를 도출할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 시편 고정 모듈 101: 냉각 척
102: 하부 지지대 103: 단열 실린더
104: 압력계 105: 상부 지지대
106: 히터 107: 중심 지지대
108: 매개체 블록 109a, b: 상부 및 하부 온도 센서들
110: 전극 부 110a: 상부 전극
110b: 하부 전극 111: 제 1 고정 너트
112: 에어 실린더 113: 피스톤 샤프트
114: 제 2 고정 너트 200: 측정 회로 모듈
201: 저주파 생성기 203: 가변 저항
205: 전압계 206: 제 1 차동 증폭기
207: 제 2 차동 증폭기 208: 비교기
209: 록킹 증폭기
212, 214: 제 1 및 제 2 하이 패스 필터들
222, 224: 제 1 및 제 2 복조기들
232, 234: 제 1 및 제 2 로우 패스 필터들
300: 시편 310: 고온 부
312: 레그 부 320: 저온 부
330: 상부 접점 340: 하부 접점

Claims (18)

  1. 시편인 열전소자의 물성 측정을 위한 환경을 제공하고, 상기 시편의 양단 각각에 접촉되는 접점들을 형성하는 전극 부를 포함하는 시편 고정 모듈; 및
    상기 시편을 가열하는 제 1 주파수의 소스 교류 전압을 상기 전극 부에 제공하고 상기 전극 부와 상기 시편 사이의 상기 접점들에서 발생하는 온도 변화로부터 생성되는 상기 제 1 주파수보다 큰 제 2 주파수의 제 1 열전 교류 전압과, 상기 시편의 저항 변화에 의해 생성되는 상기 제 2 주파수보다 큰 제 3 주파수의 제 2 열전 교류 전압을 검출하여 열전전도도를 획득하는 측정 회로 모듈을 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 회로 부는,
    상기 소스 교류 전압을 생성하여 상기 전극 부에 제공하는 저주파 생성기;
    상기 시편 양단의 상기 전극 부에 연결되고, 상기 제 1 열전 교류 전압 및 상기 제 2 열전 교류 전압을 증폭하는 제 1 차동 증폭기; 및
    상기 제 1 차동 증폭기와 상기 저주파 생성기에 각각 연결되어 노이즈를 제거하고 상기 제 2 열전 교류 전압을 검출하는 록인 증폭기를 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 측정 회로 부는,
    상기 시편의 양단의 상기 제 1 차동 증폭기 입력부에 연결되고, 상기 제 1 열전 교류 전압을 계측하는 전압계를 더 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 시편 고정 모듈은 상기 전극 부, 상기 시편, 및 상기 접점들을 가열하는 히터를 더 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 측정 회로 부는,
    상기 저주파 생성기와 상기 전극 부 사이에 직렬로 연결된 가변 저항 부;
    상기 가변 저항 부의 양단의 상기 저주파 생성기와 상기 전극 부에 연결된 제 2 차동 증폭기; 및
    상기 제 1 차동 증폭기와 상기 제 2 차동 증폭기 각각의 출력 단에 연결되고, 상기 록인 증폭기의 입력 단에 연결되는 비교기를 더 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 시편의 일단과 상기 저주파 생성기에 연결되고, 상기 시편의 타단과 상기 가변 저항 부에 연결되고, 상기 시편의 일단 및 타단과 상기 제 1 차동 증폭기의 입력 부에 각각 연결된 4 포인트 프로브들을 더 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 록인 증폭기는, 상기 제 1 주파수의 상기 소스 교류 전압을 상기 히터에 제공하는 로우 패스 필터 부를 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 록인 증폭기는, 직류 성분의 노이즈가 제거된 상기 소스 교류 전압을 상기 로우 패스 필터에 제공하는 하이 패스 필터 부를 더 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 록인 증폭기는 하이 패스 필터와 상기 로우 패스 필터 사이에 배치된 변조기 부를 더 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 시편 고정 모듈은 극저온 프루브 스테이션을 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 전극 부는,
    상기 시편 아래에 배치되어 상기 접점들 중 하나를 형성하는 하부 전극; 및
    상기 하부 전극 상의 상기 시편 위에 배치되어 상기 접점들 중 나머지 하나를 형성하는 상부 전극을 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 시편 고정 모듈은,
    냉각 척;
    상기 냉각 척을 고정하는 하부 지지대;
    상기 냉각 척 상에 상기 시편과 상기 전극 부 상에 배치되어 상기 히터를 수용하는 매개체 블록;
    상기 매개체 블록을 둘러싸며 상기 히터 및 상기 매개체 블록의 온도 변화를 방지하는 단열 실린더; 및
    상기 단열 실린더를 상기 지지대에 고정하는 상부 지지대를 더 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 시편 고정 모듈은,
    상기 하부 전극과 상기 냉각 척 사이에 배치되어 상기 접점들 중 하나의 온도를 감지하는 하부 온도 센서; 및
    상기 상부 전극과 상기 매개체 블록 사이에 배치되어 상기 접점들 중 나머지 하나의 온도를 감지하는 상부 온도 센서를 더 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 단열 실린더 내의 상기 상부 지지대와 상기 매개체 블록 사이에 배치된 압력계;
    상기 상부 지지대를 관통하여 상기 압력계에 연결된 피스톤 샤프트;
    상기 피스톤 샤프트 상에 배치되고, 상기 매개체 블록, 상기 압력계, 및 상기 피스톤 샤프트를 누르는 압력을 제공하는 에어 실린더; 및
    상기 하부 지지대에 고정되고, 상기 에어 실린더, 상기 단열 실린더, 및 상기 상부 지지대를 고정하는 중심 지지대를 더 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측 장치.
  15. 시편을 시편 고정 모듈 내에 고정하고 상기 시편 고정 모듈 내의 전극 부와 상기 시편 사이에 접점을 형성하는 단계;
    상기 시편에 제 1 주파수의 소스 교류 전압을 인가하여 상기 접점을 국소적으로 가열하는 단계;
    상기 접점의 가열에 의한 온도 변화로부터 상기 제 1 주파수보다 큰 제 2 및 제 3 주파수의 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 열전 교류 전압을 이용하여 상기 접점에서의 열전전도도를 산출하는 단계를 포함하는 열전 소자의 계측방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 접점의 가열 단계는,
    상기 전극 부 또는 상기 시편을 순차적으로 가열하고, 동시에 상기 상기 전극 부 또는 상기 시편의 온도를 계측하는 단계를 포함하는 열전 소자의 열전전도도 계측방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 접점은 나노 크기로 형성되는 열전 소자의 열전도 계측방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 접점은 2도 케이 이하의 상기 온도 변화의 단위로 가열되는 열전 소자의 열전전도도 계측방법.


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