We investigated the effect of band gap engineering on the thermoelectric properties of n-type Cu0.008Bi2Te3 using the two-band (TB) model. The experimental measurements showed a zT of ~0.41 at 300 K and ~0.46 at 520 K, with an optical band gap of ~0.13 eV. While fixing the density-of-state effective mass (md *), deformation potential (Edef), lattice thermal conductivity (κl), and Fermi level based fitted based on experimental data, we varied the band gap (Eg) from 0.1 to 0.3 eV to analyze its impact on the thermoelectric performance. The TB model calculations revealed that the power factor (PF) increased and the thermal conductivity (κ) decreased with increasing Eg at both 300 K and 520 K, leading to an enhancement in zT. The magnitude of this enhancement was more pronounced at 520 K than at 300 K, which can be attributed to the suppressed bipolar effects at higher temperatures. Our findings suggest that increasing the band gap of Cu0.008Bi2Te3 can significantly improve its thermoelectric performance, to an estimated maximum zT of ~0.61 at 520 K for Eg = 0.3 eV. The theoretical maximum zT, considering the optimized hole concentration (nH), was estimated to be ~0.75. We demonstrate that Eg engineering of narrowbandgap semiconductor thermoelectric materials can significantly enhance thermoelectric performance.

처분장에서 지하수로 쉽게 유출될 수 있는 방사성 핵종들의 양을 예측하기 위하여 국내 PWR 사용후핵연료 팰렛들의 갭(gap) 및 입계에 있는 용해성 원소들의 재고량을 측정하였다. 연소도가 GWD/MTU를 갖는 연료봉에서 얻은 펠렛들에서 세슘의 갭 재고량이 로 나타났으며, 이는 핵분열 생성기체 유출률의 에 해당하였다. 그러나 핵분열 생성기체 유출 률이 1%이하인 연료봉에서 취한 40 GWD/MTU이하의 연소도를 갖는 펠렛들의 경우, 세슘의 갭 재고량들을 핵분열 생성기체 유출률과 연관시키기는 곤란하였다. 갭 및 입계내 스트론튬의 재고량은 동일 연료봉내 펠렛에서는 크게 다르지 않았으며, 요오드의 갭 재고량은 핵분열 생성기체 유출률보다 작거나 유사한 값을 갖는 것으로 평가되었다.