| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 봄 (05/12 ~ 05/14, 광주 김대중컨벤션센터) |
| 권호 | 27권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | 4-aminobenzonitrile을 이용한 고 안정성 녹색 페로브스카이트 발광 다이오드의 특성 (Fabrication of highly stable green perovskite light-emitting diodes with 4-aminobenzonitrile) |
| 초록 | 나노 결정 (nanocrystals, NCs) 기반의 페로브스카이트는 높은 색 순도, 쉬운 색 조절, 좁은 반치폭, 높은 광발광 양자 수율과 같은 장점으로 인해 발광 다이오드 소재로서 주목받고 있다. 하지만, 결정의 크기가 나노 스케일로 감소함에 따라 페로브스카이트 박막 내 결정립계가 증가되고, 이로 인한 trap site의 증가는 페로브스카이트 발광 다이오드(perovskite light-emitting diodes, PeLEDs)의 발광 효율을 감소시킨다. 리간드의 사용은 페로브스카이트 나노 결정의 표면을 passivation하고 trap density를 감소시켜 PeLEDs의 성능을 개선하는 효과가 있다. 그러나, oleylamine (OAm) 혹은 oleic acid (OA)와 같은 비공액 리간드의 사용은 리간드의 절연 특성으로 인해 소자의 charge-carrier 이동을 방해하여 PeLEDs의 전기적 특성을 저하시킨다. 한편, 공액 리간드는 구조 내 비편재화된 오비탈을 통한 전하 이동이 가능하기 때문에, 공액 리간드의 사용은 charge-carrier의 이동을 방해하지 않으면서 페로브스카이트의 trap density를 감소시켜 PeLEDs의 성능 및 안정성을 향상시킬 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 공액 리간드인 4-aminobenzonitrile (4-ABN)을 이용해 methylammonium lead bromide (MAPbBr3) 결정 크기를 나노 스케일로 제한하고 trap density를 감소시켜 MAPbBr3 기반 녹색 PeLED의 성능 및 안정성을 향상시켰다. 또한, 친수성 polymer로 표면 개질한 정공 수송층 (hole transport layer, HTL)을 사용하여 ABN을 포함한 PeLED의 특성을 추가적으로 개선하였다. 나노 결정 MAPbBr3 박막의 표면 형상 및 두께는 scanning electron microscope (SEM)을 이용해 확인하였고, 표면 거칠기는 atomic force microscopy (AFM)으로 평가하였다. 또한, 박막의 결정학적 특성은 X-ray 회절법(XRD)을 통해 평가하였으며, 광학적 특성은 photoluminescence (PL) 및 ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-vis-NIR) 측정으로 확인하였다. 최종적으로 제작된 녹색 PeLED의 발광 특성 및 안정성은 전류-전압(I-V), electroluminescence (EL), external quantum efficiency (EQE) 측정을 통해 평가하였다. |
| 저자 | 안희주, 김도훈, 최인영, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | methylammonium lead bromide (MAPbBr<SUB>3</SUB>); conjugated ligand; nanocrystalline perovskite; perovskite light-emitting diode (PeLED); green emission |
