| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 봄 (05/12 ~ 05/14, 광주 김대중컨벤션센터) |
| 권호 | 27권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | 다양한 치환기를 가진 Phenylamine을 이용한 청색 perovskite 발광 다이오드의 특성(Properties of blue perovskite light-emitting diodes using phenylamine with various substituent) |
| 초록 | 금속 할라이드 페로브스카이트 (metal halide perovskite)는 ABX3 (A = Cs+, CH3NH3+ (MA), or NH2CH=NH2+ (FA); B = Pb2+ or Sn2+; X = I-, Br-, or Cl-)의 결정 구조로써 X-site의 조성비에 따라 발광 파장을 조정할 수 있다는 장점을 가질 뿐만 아니라 좁은 반치폭과 높은 색 순도를 나타내는 차세대 발광 소재이다. 지난 수년간의 연구들을 통해 적색과 녹색 발광 다이오드 (light-emitting diode, LED)의 외부 양자 효율 (external quantum efficiency, EQE)이 20 %를 넘어서는 연구 결과들이 다수 보고되었지만, Cl과 Br를 혼합하여 제작하는 청색 페로브스카이트의 경우 5%미만의 외부 양자 효율을 보이고 있다. 이는 할라이드의 이온 영동에 의해 상분리 현상이 발생되고, 결과적으로 기존의 청색을 유지하지 못하며 발광 효율이 크게 감소하기 때문이다. 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 통해 trap site 에 의한 non‐radiative recombination이 감소되어, 기존 페로브스카이트 발광 다이오드에 비해 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다. 본 연구에서는 청색 페로브스카이트의 발광 효율을 향상시키기 위하여 다양한 치환기 (-F, -CN, -COOH, -Ph)를 가진 phenylamine 기반 리간드를 페로브스카이트 전구체 용액에 적용하였다. Phenylamine 기반 리간드는 페로브스카이트 결정 간 전자 전달 효율을 향상시키고 trap density를 감소시켜, 청색 페로브스카이트 발광 다이오드의 성능 및 안정성을 향상시켰다. 박막의 표면 형상 및 두께는 scanning electron microscope (SEM), 박막의 결정학적 특성은 X-ray 회절법 (XRD)를 통해 평가하였으며, 광학적 특성은 photoluminescence (PL) 및 ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-vis-NIR) 측정으로 확인하였다. 최종적으로 제작된 청색 PeLED의 특성은 전류-전압 (I-V), electroluminescence (EL), external quantum efficiency (EQE) 측정을 통해 평가하였다. |
| 저자 | 최인영, 안희주, 김도훈, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | quasi-two-dimensional perovskite; phenylamine; substituent; blue emission; perovskite light-emitting diode (PeLED) |
