넓은 색영역의 고휘도 광을 방출하는 새로운 전 무기질 페로브스카이트 나노결정

전문가 제언

○ 용액가공이 가능하며 저렴한 하이브리드 유기금속 할라이드 페로브스카이트 재료 MA(=CH3NH3)PbI3는 태양전지에서 고 흡광성 재료로 세계를 놀라게 하고 있다. 페로브스카이트 재료는 발광특성도 뛰어나 이의 고휘도 콜로이드 나노결정(=양자점, QD)은 발광다이오드(LED)와 같은 디스플레이 및 조명 그리고 레이저 등에서도 응용연구가 한창이다.

 

○ 저자들은 태양전지에서와 달리 전체가 무기질인 세슘납 할라이드 페로브스카이트(CsPbX3, X는 Cl, Br 그리고 I 또는 혼합할라이드 시스템 Cl/Br 그리고 Br/I)의 단분산 콜로이드 나노입방체(양자크기 효과가 적용되는 가장자리 길이 4~15nm)를 합성하였다. 이에는 저렴한 상용 전구체를 사용하였고 특성 평가까지를 쉽고 자세하게 소개하고 있다.

 

○ 페로브스카이트 나노결정(NC, 즉 QD)은 할라이드의 조성 변경 및 양자크기 효과 이용의 두 방법에 의해 띠 간격 에너지와 방출색을 전 가시광 영역에 걸쳐 쉽게 조정할 수 있다. 이 장점은 페로브스카이트 기술이 OLED 이후의 차세대 LED기술이라는 평을 듣게 한다. CsPbX3 NC는 광발광(PL)에서 12~42nm의 좁은 광방출 선폭으로 색 순도가 높고 NTSC 표준을 크게 능가하는 넓은 색 영역 그리고 높은 양자수율(90%)로 특히 청색과 녹색에서 칼코겐 CQD재료보다 성능이 우수하다.

 

○ 페로브스카이트에는 전 무기질 CsPbX3(X: Br 기본)와 하이브리드 유기금속 MAPbBr3의 두 유형의 재료가 현재 LED를 위해 개발되고 있다. 용액가공 칼코겐화물계 콜로이드 양자점(CQD) 기술도 포함되어 연구 경쟁이 뜨겁다. CsPbX3은 무기질이므로 우수한 내후성이 기대되지만 이 PL 붕괴수명 1~29ns는 하이브리드 MAPbBr3-yCly(y=0.6 ~ 0.75)의 재결합 평균수명(349~446ns)보다 훨씬 짧아 금후의 진보가 흥미롭다.

 

○ 한국에서 CsPbX3 NC연구는 잘 안보이지만 MAPbI3 태양전지기술에서 세계 톱인 한국화학연구원(석상일, 노준홍 등)은 2013년 MAPb(I1-x Brx)3의 방출색 변화를 보고하였다. CQD LED 연구(2012년 및 2014년)에서 KIST(배완기), 동아대(곽정훈), 서울대(차국헌 등)가 유명하고 MAPb Br3 LED 연구는 포항공대 이태우, 경희대 임상혁 등이 세계 정상이다.

저자

L. Protesescu, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2015

권(호)

15()

잡지명

Nano Letters

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

3692~3696

분석자

변*호

분석물

• 넓은 색영역의 고휘도 광을 방출하는 새로운 전 무기질 페로브스카이트 나노결정.pdf [546,486 byte]

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