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1
상부전극, 열전반도체, 및 하부전극을 포함하고, 상부전극과 열전반도체 사이의 제1접합 예정부, 또는 열전반도체와 하부전극 사이의 제2접합 예정부에 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재가 형성되어 있고,상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재는 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹과 일(一)자 형태의 금속다층박막 그룹이 교대로 적층되어 있는 열전소자
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제1항에 있어서,상기 제1접합 예정부 및 제2접합 예정부 모두에 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재가 형성되어 있는 열전소자
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재는 전극 또는 열전반도체의 표면에 도금된 금속다층박막 형태, 금속다층박막으로 제조한 포일 시트(foil sheet) 형태, 포일 시트의 분쇄입자 형태, 포일 시트의 분쇄입자와 액체를 혼합하여 제조한 페이스트 형태, 및 표면에 상기 접합재를 형성하는 금속입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 형태로 비정질 특성을 갖는 접합재가 형성되어 있는 열전소자
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4
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재는 서로 다른 종류의 금속박막이 적어도 2층 이상 교대로 적층되어 있는 구조의 비정질 특성을 갖는 접합재인 열전소자
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재는 금속다층박막 내부에 나노입자가 분산된 접합재인 열전소자
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| 6 |
6
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹의 중심 각도가 0°초과 및 180°미만인 접합재인 열전소자
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7
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹의 곡률이 0㎛-1 초과 및 1㎛-1 미만 사이인 열전소자
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8
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹과 상기 일(一)자 형태의 금속다층박막 그룹이 경계를 공유하고 있으며, 경계를 기준으로 곡률이 변화하는 접합재인 열전소자
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9
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Sn(주석), Cu(구리), Ag(은), Ni(니켈), Zn(아연), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Se(셀레늄), Tc(테크네튬), Ru(루테늄), Rh(로듐), Pd(팔라듐), Cd(카드뮴), In(인듐), Sb(안티몬), Te(텔루륨), Os(오스뮴), Ir(이리듐), Pt(백금), Au(금), Tl(탈륨), Pb(납), Bi(비스무트), 및 Po(폴로늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함하는 열전소자
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10
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Ti(티타늄), V(바나듐), Ga(갈륨), Ge(저마늄), Al(알루미늄), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Hf(하프늄), Ta(탄탈륨), W(텅스텐), 및 Re(레늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함하는 열전소자
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11
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 B(붕소), Ti(티타늄), Al(알루미늄), V(바나듐), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Ni(니켈), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Y(이트륨), La(란타늄), Sn(주석), Si(실리콘), Ag(은), Bi(비스무트), Cu(구리), Au(금), Mg(마그네슘), Pd(팔라듐), Pt(백금), 및 Zn(아연) 원소와 이들이 포함된 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물, 및 금속간화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 나노입자를 포함하는 열전소자
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12
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 Cu(구리)가 도금된 CNT(탄소나노튜브), Ni(니켈)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), Sn(주석)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), Au(금)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), Ag(은)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), 및 Graphene(그래핀)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 나노입자를 포함하는 열전소자
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13
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 표면에 무전해도금이나 스퍼터링(sputtering)으로 형성한 금속 코팅층을 포함할 수 있는 나노입자인 열전소자
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14
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 그 표면에 In(인듐), Sn(주석), Sb(안티몬), Bi(비스무트), Zn(아연), Cu(구리), Ag(은), Au(금), Ni(니켈), Pt(백금), Pd(팔라듐), Fe(철), Co(코발트), Ti(티타늄), Cr(크롬), 및 Mn(망간) 금속 중 어느 하나 이상 코팅된 나노입자를 포함하는 열전소자
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15
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재의 금속박막 한 층은 1nm에서 500nm 범위의 두께로 형성될 수 있는 열전소자
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16
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 상부전극 또는 하부전극은 금속 전극, 세라믹 전극, 및 플라스틱 전극으로 이루어진 군에서 선택된 전극인 열전소자
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17
상부전극, 열전반도체, 및 하부전극을 각각 준비하는 단계;상기 상부전극과 열전반도체 사이의 제1접합 예정부, 상기 열전반도체와 하부전극 사이의 제2접합 예정부, 또는 상기 제1접합 예정부 및 상기 제2접합 예정부 모두에 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재를 형성하는 접합재 형성단계; 및상기 상부전극과 하부전극 사이에 열전반도체를 배치하고, 상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재가 형성된 접합 예정부의 용융 온도범위로 가열하고, 상기 열전반도체와 전극을 가압함으로써 접합하는 접합단계;를 포함하고,상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재는 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹과 일(一)자 형태의 금속다층박막 그룹이 교대로 적층되어 있는 접합재인 열전소자의 제조방법
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18
제17항에 있어서,상기 접합재 형성단계는,전해도금을 이용하여 전극 또는 열전반도체의 표면에 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재를 형성하는 단계, 금속다층박막으로 제조한 포일 시트(foil sheet)를 전극과 열전반도체 사이에 배치하는 단계, 포일 시트의 분쇄입자들을 전극과 열전반도체 사이에 배치하는 단계, 포일 시트의 분쇄입자를 액체와 혼합하여 제조한 페이스트를 전극과 열전반도체 사이에 배치하는 단계, 및 표면에 상기 접합재를 형성하는 금속입자를 전극과 열전반도체 사이에 배치하는 단계로 이루어진 군에서 선택된 하나의 단계인 열전소자의 제조방법
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19
제17항에 있어서,상기 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹의 중심 각도가 0°초과 및 180°미만인 열전소자의 제조방법
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20
제17항에 있어서,상기 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹의 곡률이 0㎛-1 초과 및 1㎛-1 미만 사이인 열전소자의 제조방법
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21
제17항에 있어서,상기 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹과 상기 일(一)자 형태의 금속다층박막 그룹이 경계를 공유하고 있으며, 경계를 기준으로 곡률이 변화하는 접합재인 열전소자의 제조방법
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22
제17항에 있어서,상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Sn(주석), Cu(구리), Ag(은), Ni(니켈), Zn(아연), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Se(셀레늄), Tc(테크네튬), Ru(루테늄), Rh(로듐), Pd(팔라듐), Cd(카드뮴), In(인듐), Sb(안티몬), Te(텔루륨), Os(오스뮴), Ir(이리듐), Pt(백금), Au(금), Tl(탈륨), Pb(납), Bi(비스무트), 및 Po(폴로늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함하는 열전소자의 제조방법
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제17항에 있어서,상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Ti(티타늄), V(바나듐), Ga(갈륨), Ge(저마늄), Al(알루미늄), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Hf(하프늄), Ta(탄탈륨), W(텅스텐), 및 Re(레늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함하는 열전소자의 제조방법
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제17항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 B(붕소), Ti(티타늄), Al(알루미늄), V(바나듐), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Ni(니켈), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Y(이트륨), La(란타늄), Sn(주석), Si(실리콘), Ag(은), Bi(비스무트), Cu(구리), Au(금), Mg(마그네슘), Pd(팔라듐), Pt(백금), 및 Zn(아연) 원소와 이들이 포함된 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물, 및 금속간화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 나노입자를 포함하는 열전소자의 제조방법
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제17항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 Cu(구리)가 도금된 CNT(탄소나노튜브), Ni(니켈)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), Sn(주석)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), Au(금)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), Ag(은)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), 및 Graphene(그래핀)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 나노입자를 포함하는 열전소자의 제조방법
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제17항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 표면에 무전해도금이나 스퍼터링(sputtering)으로 형성한 금속 코팅층을 포함할 수 있는 나노입자인 열전소자의 제조방법
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27
제17항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 그 표면에 In(인듐), Sn(주석), Sb(안티몬), Bi(비스무트), Zn(아연), Cu(구리), Ag(은), Au(금), Ni(니켈), Pt(백금), Pd(팔라듐), Fe(철), Co(코발트), Ti(티타늄), Cr(크롬), 및 Mn(망간) 금속 중 어느 하나 이상 코팅된 나노입자를 포함하는 열전소자의 제조방법
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28
제17항에 있어서,상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재의 금속박막 한 층은 1nm에서 500nm 범위의 두께로 형성될 수 있는 열전소자의 제조방법
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29
제17항에 있어서,상기 상부전극 또는 하부전극은 금속 전극, 세라믹 전극, 및 플라스틱 전극으로 이루어진 군에서 선택된 전극인 열전소자의 제조방법
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30
제1초경재료, 코어메탈, 및 제2초경재료를 각각 준비하는 단계;상기 제1초경재료와 상기 코어메탈 사이의 제1접합 예정부, 상기 코어메탈과 상기 제2초경재료 사이의 제2접합 예정부, 또는 상기 제1접합 예정부 및 상기 제2접합 예정부 모두에 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재를 형성하는 접합재 형성단계; 및상기 제1초경재료와 제2초경재료 사이에 코어메탈을 배치하고, 상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재가 형성된 제1 또는 제2 접합 예정부의 용융 온도범위로 가열하고, 상기 제1초경재료와 제2초경재료를 가압함으로써 접합하는 접합단계;를 포함하고,상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재는 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹과 일(一)자 형태의 금속다층박막 그룹이 교대로 적층되어 있는 접합재인 초경재료의 접합방법
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31
제30항에 있어서,상기 접합재 형성단계는,전해도금을 이용하여 코어메탈의 표면에 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재를 형성하는 단계, 금속다층박막으로 제조한 포일 시트(foil sheet)를 코어메탈과 초경재료 사이에 배치하는 단계, 포일 시트의 분쇄입자들을 코어메탈과 초경재료 사이에 배치하는 단계, 포일 시트의 분쇄입자를 액체와 혼합하여 제조한 페이스트를 코어메탈과 초경재료 사이에 배치하는 단계, 및 표면에 상기 접합재를 형성하는 금속입자를 코어메탈과 초경재료 사이에 배치하는 단계로 이루어진 군에서 선택된 하나의 단계인 초경재료의 접합방법
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32
제30항에 있어서,상기 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹의 중심 각도가 0°초과 및 180°미만인 초경재료의 접합방법
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33
제30항에 있어서,상기 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹의 곡률이 0㎛-1 초과 및 1㎛-1 미만 사이인 초경재료의 접합방법
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34
제30항에 있어서,상기 부채꼴 형태의 금속다층박막 그룹과 상기 일(一)자 형태의 금속다층박막 그룹이 경계를 공유하고 있으며, 경계를 기준으로 곡률이 변화하는 접합재인 초경재료의 접합방법
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제30항에 있어서,상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Sn(주석), Cu(구리), Ag(은), Ni(니켈), Zn(아연), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Se(셀레늄), Tc(테크네튬), Ru(루테늄), Rh(로듐), Pd(팔라듐), Cd(카드뮴), In(인듐), Sb(안티몬), Te(텔루륨), Os(오스뮴), Ir(이리듐), Pt(백금), Au(금), Tl(탈륨), Pb(납), Bi(비스무트), 및 Po(폴로늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함하는 초경재료의 접합방법
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36
제30항에 있어서,상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Ti(티타늄), V(바나듐), Ga(갈륨), Ge(저마늄), Al(알루미늄), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Hf(하프늄), Ta(탄탈륨), W(텅스텐), 및 Re(레늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함하는 초경재료의 접합방법
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37
제30항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 B(붕소), Ti(티타늄), Al(알루미늄), V(바나듐), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Ni(니켈), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Y(이트륨), La(란타늄), Sn(주석), Si(실리콘), Ag(은), Bi(비스무트), Cu(구리), Au(금), Mg(마그네슘), Pd(팔라듐), Pt(백금), 및 Zn(아연) 원소와 이들이 포함된 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물, 및 금속간화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 나노입자를 포함하는 초경재료의 접합방법
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제30항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 Cu(구리)가 도금된 CNT(탄소나노튜브), Ni(니켈)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), Sn(주석)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), Au(금)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), Ag(은)이 도금된 CNT(탄소나노튜브), 및 Graphene(그래핀)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 나노입자를 포함하는 초경재료의 접합방법
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제30항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 표면에 무전해도금이나 스퍼터링(sputtering)으로 형성한 금속 코팅층을 포함할 수 있는 나노입자인 초경재료의 접합방법
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제30항에 있어서,상기 금속다층박막 내에 분산된 나노입자는 그 표면에 In(인듐), Sn(주석), Sb(안티몬), Bi(비스무트), Zn(아연), Cu(구리), Ag(은), Au(금), Ni(니켈), Pt(백금), Pd(팔라듐), Fe(철), Co(코발트), Ti(티타늄), Cr(크롬), 및 Mn(망간) 금속 중 어느 하나 이상 코팅된 나노입자를 포함하는 초경재료의 접합방법
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제30항에 있어서,상기 나노입자가 분산된 금속다층박막 접합재의 금속박막 한 층은 1nm에서 500nm 범위의 두께로 형성될 수 있는 초경재료의 접합방법
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제30항에 있어서,상기 제1초경재료는 공구강(tool steel)이고, 제2초경재료는 초경합금(hard metal)인 초경재료의 접합방법
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