Light Emitting Diode
발광 소재 및 디스플레이
페로브스카이트 소재는 음이온 조성 변화를 통한 발광 파장의 제어, 좁은 반치전폭, 높은 전하 이동성을 가지므로 고효율, 고색순도의 발광 소자를 제작하는데
활용될 수 있습니다.
본 연구실에서는 페로브스카이트 소재의 차원제어를 통한 고성능 발광 소자 제작 연구를 수행하며 OLED•QLED 다음 세대를 개척할 수 있는 페로브스카이트
발광 소자를 개발하고 있습니다.
납이 함유되지 않은 할라이드 더블 페로브스카이트의 광전자 소자의 범위
본 연구실에서는 유연한 재료 설계 및 구성 요소 조정을 통해 광전자 분야에서 잠재력을 가지고 있는 납이 함유되어 있지 않은 더블 페로브스카이트(Pb-free HDP) 소재에 대해 포괄적으로 소개하고 고찰한 리뷰 논문을 제출하였습니다. 이 논문은 할라이드 더블 페로브스카이트의 최근 진행 상황과 발전을 강조하고 광전자 소자의 응용 분야, 이 물질의 전자 구조의 합성, 광전자 특성 및 엔지니어링에 대한 내용을 포함하고 있습니다.
본 리뷰가 향후 할라이드 더블 페로브스카이트 광전자 소자 연구에 대한 유용한 길잡이가 될 것으로 예상됩니다.
2D에서 3D로의 페로브스카이트 차원 변화 모식도와 서로 다른 유사 2차원 패로브스카이트의 띠구조
본 연구에서는 페로브스카이트의 차원 제어 공정 개발을 통해 페로브스카이트 결정 사이에서의 에너지 전달을 효과적으로 제어함으로써 소재의 발광 효율을 극대화하였습니다. 본 연구로 외부 양자 효율 (EQE)이 8.8%에 달하는 근적외선에서 빛을 발생하는 결과를 도출하였으며 이는 발표 당시 전세계적으로 보고된 페로브스카이트 기반 LED 중에서 가장 우수한 결과였습니다.
유사-이차원 페로브스카이트 기반
발광 다이오드 개발
최근 페로브스카이트에 유기물 리간드를 도입하여 소재의 차원 (dimension)을 제어한 형태인 유사-이차원 페로브스카이트가 발광 소재로써 주목받고 있습니다.
유사-이차원 페로브스카이트는 페로브스카이트 전구체와 유기물 리간드 간의 화학 조성비를 조절함으로써 손쉽게 단위 격자 내의 결정 층 수를 제어할 수
있으며, 유기물 리간드로 인해 야기되는 유전체 제한 효과 및 양자 크기 효과가 높은 엑시톤 결합 에너지를 유도하기 때문에 우수한 광 발광 양자 수율 및 외부 양자 효율을 지닙니다.
본 연구실에서는 다양한 유사-이차원 페로브스카이트 물질을 이용하여 고효율의 발광 다이오드를 구현하는 연구를 수행하고 있습니다.
혼합 할라이드 기반 페로브스카이트 발광
다이오드의 광 불안정성 메커니즘 규명 연구
본 연구에서는 '혼합 할라이드 기반 유사-이차원 페로브스카이트 발광
다이오드의 광 불안정성'에 대한 메커니즘을 최초로 규명했습니다.
전기발광 스펙트럼 분석법을 이용하여 전기장에 의해 할라이드 호핑 현상(hopping)이 발생함을 증명하였으며, 이러한 현상은 물질 내에 결함 빈도가 높을수록 더 빠르게 진행됨을 보였습니다. 또한, 공동 연구진과의 협업을 통해, 할라이드의 이동 속도 차이가 심각한 광 불안정성을 야기함을 제시하였습니다. 뿐만 아니라, 디바이스 작동 과정에서 발생하는 열역학적 홀 이동으로 인해
적색 편이(red-shift)된 빛이 관측됨을 증명하였습니다.
본 연구는 혼합 할라이드 기반 페로브스카이트 발광 다이오드의 광 불안정성에 대한 메커니즘을 최초로 규명하였다는 점에서 의미가 있습니다.
Representative works in PNML:
Y. Nah et al. Chem. Commun. 2021, 57, 1879-1882.
A. Bibi et al. Materials Today. 2021, 49, 123-144.
L. Quan et al. Nano Lett. 2017, 17, 3701–3709.
J. Pan et al. Adv. Mater. 2016, 28, 8718–8725.
M. Yuan et al. Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 872–877.
L. Quan et al. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2649–2655.