| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 | 27권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | Rb+과 Sr+ 도핑을 이용한 청색 perovskite 발광 다이오드의 특성 (Properties of blue perovskite light-emitting diodes using Rb+ and Sr+ doping ) |
| 초록 | 메탈할라이드 페로브스카이트는 높은 색순도, 높은 광발광 양자수율(PLQY), 색 조정성 등과 같은 우수한 광학적 특성을 가진 발광재료로써 과학적으로 큰 주목을 받고 있다. 지난 몇 년 동안 녹색, 적색, 근적외선 페로브스카이트 발광 다이오드(perovskite light-emitting diodes, PeLED)는 20% 이상의 외부 양자효율을 보이면서 연구에 상당한 진전이 있었으나, 청색 PeLED의 성능은 5% 수준에 머무르며 크게 뒤처져 있다. 고 효율의 청색광 페로브스카이트를 구현하기 위한 간단한 방법으로는 Cl과 Br의 조성비를 조정하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 Cl 결함을 유도하여 PLQY의 손실을 발생시킨다. 이를 극복하기 위한 방법으로 준-2차원(quasi-two dimensional, Quasi-2D) 구조의 페로브스카이트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 준-2차원 구조의 페로브스카이트는 M2An−1BnX3n+1의 조성을 가지고 있으며, M-site는 주로 butylammonium (BA) 혹은 phenylethylammonium (PEA) 같이 긴 사슬을 가진 리간드를 사용한다. M-site의 최적화를 통한 양자 구속 효과로 radiative recombination이 매우 증가되어 소자의 성능을 향상시킨 연구가 다수 보고 되어왔다. 그러나 준 2차원 구조 형성시에 리간드층과 리간드층사이의 페로브스카이트 층이 여러 개의 phase들을 형성하게 된다. 이러한 현상에 의해 페로브스카이트의 전하전이 특성이 매우 감소하게 되고 준 2차원 구조를 이용한 Perovskite의 특성이 저하된다. 본 연구에서는 준 2차원 구조의 페로브스카이트의 한계를 극복하기위해 기존의 준- 2차원 구조로 많은 연구가 진행되었던 PEA2Csn-1Pb nX3n+1구조를 기초로 하여 페로브스카이트의 A-site에 Rb+ 도핑을 통해 페로브스카이트 결정의 결합에너지를 증가시켰고, B-site에 Sr+ 도핑을 통해 페로브스카이트의 bandgap을 조절하여 기존PEA2Csn-1PbnX3n+1구조보다 더 안정하고 효율적인 청색 PeLED를 제작하였다. 박막의 표면 형상 및 두께는 scanning electron microscope (SEM), 박막의 결정학적 특성은 X-ray diffraction (XRD), 화학 결합적 특성은 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 통해 평가하였으며 광학적 특성은 photoluminescence (PL) 및 ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-vis-NIR) 측정으로 확인하였다. 최종적으로 제작된 PeLED의 특성은 electroluminescence (EL)과 external quantum efficiencies (EQE) 측정을 통해 평가하였다. |
| 저자 | 최인영, 김민성, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | A-site doping; B-site doping; blue emission; perovskite light-emitting diode (PeLED) |
