최근 유기 금속 / 금속 할라이드 페로브스카이트 재료 (HP)는 긴 자유 캐리어 확산길이, 높은 전하캐리어 이동성, 가변적인 밴드 갭, 높은 발광 양자수율 (PLQY), 및 용액 가공성과 같은 탁월한 광학 및 전기적 성질로 인해 주목할 만한 발전을 거듭해왔다. 이 물질은 태양전지, ...
최근 유기 금속 / 금속 할라이드 페로브스카이트 재료 (HP)는 긴 자유 캐리어 확산길이, 높은 전하캐리어 이동성, 가변적인 밴드 갭, 높은 발광 양자수율 (PLQY), 및 용액 가공성과 같은 탁월한 광학 및 전기적 성질로 인해 주목할 만한 발전을 거듭해왔다. 이 물질은 태양전지, 광 검출기, 전계 효과 트랜지스터, 가스센서, 저항 스위칭 메모리 소자 및 LED (light emitting diode)와 같은 다양한 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘한다. 이 논문에서 HP 소재는 디스플레이 및 리시브 스위칭 메모리에 대한 유망한 후보자로서 연구되었다. 우선, CsPbBrxCl 3 -x, CsPbBr 3 및 CsPbBrxI 3 -x의 조성을 갖는 모든 무기 페로브스카이트 (IHP) 나노 결정 (NCs)을 합성하고 그 특성을 분석하였다. 또한, 고효율 LED의 발광 다이오드 (LED) 성능 및 광 발광 특성을 반응 온도와 비교하였다. 2D Grazing-incidence 광각 X선 산란 측정결과, 더 낮은 온도에서 합성된 더 많은 단 분산 페로브스카이트 나노 큐브로 스핀 코팅 된 필름은 더 우선 성장하였다. 선호되는 배향을 갖는 이 고밀도 - 패킹 페로브스카이트 박막은 효율적인 LED 성능을 산출했다. 그리고 이번 논문에서는 Cs4PbBr6 미세 결정 (Cs4PbBr6 MCs)의 제조 및 응용에 대한 새로운 접근법을 제시하였다. Cs4PbBr6 MCs는 HBr (HBr, 48 % 수용액)을 도입하여 dimethylsulfoxide (DMSO) 안에서 직접 PbBr2 : CsBr의 안티 솔벤트 유도 결정화를 통해 합성됩니다. HBr과 DMSO의 비율은 Cs4PbBr6의 형성에 중요한 역할을 합니다. HBr / DMSO 비율을 조절함으로써 순수한 Cs4PbBr6 또는 CsPbBr3 상을 얻을 수 있다. Cs4PbBr6 MC는 결정 크기(5-10 μm)에 관계없이 516 nm에서 25 nm의 반값 폭으로 전체 PL을 나타낸다.또 우리는 IHP CsPbI3 페로브스카이트를 기반으로 비 휘발성 저항 스위칭 (RS) 메모리를 처음으로 보고하였다. 100 ℃의 낮은 온도에서 모든 솔루션 공정을 통해 전극이 코팅 된 실리콘 기판상에 공기에서도 안정한 CsPbI3 페로브스카이트막을 막을 두께 200nm로 성공적으로 성장시켰다. Ag / CsPbI3 / Pt / Ti / SiO2 / Si 구조의 RS 메모리는 극도로 낮은 동작 전압 (<0.2 V)으로 재현성 있고 신뢰할 수 있는 양극성 스위칭 특성을 나타내며, 높은 ON / OFF 비율 (> 106), 펄스 전압 작동에 의한 가역 RS (> 300cycles) 및 4 개의 ON 상태에서의 저항 레벨에 대한 멀티레벨 데이터 저장을 제공합니다. 또 우리는 성능이 향상된 유기 하이브리드 페로브스카이트 (OHP) 저항 스위칭 장치를 보고하였다. 위상적인 면및 전자적으로 개선된 OHP 박막을 제작하기 위해 OHP의 전구체 용액에 (첨가제로서) 요오드화수소산 용액을 첨가했다. OHP 박막은 입자 크기가 작고, peak-to-valley 깊이가 낮고, 정확한 두께와 같은 형태가 크게 개선되어 Ag / CH3NH3PbI3 / Pt 셀의 절연 층으로서 우수한 성능을 보여주었으며 103cycles 이상의 내구성을 보여주었고, 106의 높은 on / off 비율, 640μs의 작동 속도, 그리고 electroforming이 없는 것으로 나타났다. 확장된 내구성을 넘어 최소 굽힘 반경이 5mm 인 매우 유연한 저항성 스위칭 장치는 유연하고 착용 가능한 전자 장치에 사용할 수 있는 기회를 제공한다.
최근 유기 금속 / 금속 할라이드 페로브스카이트 재료 (HP)는 긴 자유 캐리어 확산길이, 높은 전하캐리어 이동성, 가변적인 밴드 갭, 높은 발광 양자수율 (PLQY), 및 용액 가공성과 같은 탁월한 광학 및 전기적 성질로 인해 주목할 만한 발전을 거듭해왔다. 이 물질은 태양전지, 광 검출기, 전계 효과 트랜지스터, 가스센서, 저항 스위칭 메모리 소자 및 LED (light emitting diode)와 같은 다양한 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘한다. 이 논문에서 HP 소재는 디스플레이 및 리시브 스위칭 메모리에 대한 유망한 후보자로서 연구되었다. 우선, CsPbBrxCl 3 -x, CsPbBr 3 및 CsPbBrxI 3 -x의 조성을 갖는 모든 무기 페로브스카이트 (IHP) 나노 결정 (NCs)을 합성하고 그 특성을 분석하였다. 또한, 고효율 LED의 발광 다이오드 (LED) 성능 및 광 발광 특성을 반응 온도와 비교하였다. 2D Grazing-incidence 광각 X선 산란 측정결과, 더 낮은 온도에서 합성된 더 많은 단 분산 페로브스카이트 나노 큐브로 스핀 코팅 된 필름은 더 우선 성장하였다. 선호되는 배향을 갖는 이 고밀도 - 패킹 페로브스카이트 박막은 효율적인 LED 성능을 산출했다. 그리고 이번 논문에서는 Cs4PbBr6 미세 결정 (Cs4PbBr6 MCs)의 제조 및 응용에 대한 새로운 접근법을 제시하였다. Cs4PbBr6 MCs는 HBr (HBr, 48 % 수용액)을 도입하여 dimethylsulfoxide (DMSO) 안에서 직접 PbBr2 : CsBr의 안티 솔벤트 유도 결정화를 통해 합성됩니다. HBr과 DMSO의 비율은 Cs4PbBr6의 형성에 중요한 역할을 합니다. HBr / DMSO 비율을 조절함으로써 순수한 Cs4PbBr6 또는 CsPbBr3 상을 얻을 수 있다. Cs4PbBr6 MC는 결정 크기(5-10 μm)에 관계없이 516 nm에서 25 nm의 반값 폭으로 전체 PL을 나타낸다.또 우리는 IHP CsPbI3 페로브스카이트를 기반으로 비 휘발성 저항 스위칭 (RS) 메모리를 처음으로 보고하였다. 100 ℃의 낮은 온도에서 모든 솔루션 공정을 통해 전극이 코팅 된 실리콘 기판상에 공기에서도 안정한 CsPbI3 페로브스카이트막을 막을 두께 200nm로 성공적으로 성장시켰다. Ag / CsPbI3 / Pt / Ti / SiO2 / Si 구조의 RS 메모리는 극도로 낮은 동작 전압 (<0.2 V)으로 재현성 있고 신뢰할 수 있는 양극성 스위칭 특성을 나타내며, 높은 ON / OFF 비율 (> 106), 펄스 전압 작동에 의한 가역 RS (> 300cycles) 및 4 개의 ON 상태에서의 저항 레벨에 대한 멀티레벨 데이터 저장을 제공합니다. 또 우리는 성능이 향상된 유기 하이브리드 페로브스카이트 (OHP) 저항 스위칭 장치를 보고하였다. 위상적인 면및 전자적으로 개선된 OHP 박막을 제작하기 위해 OHP의 전구체 용액에 (첨가제로서) 요오드화수소산 용액을 첨가했다. OHP 박막은 입자 크기가 작고, peak-to-valley 깊이가 낮고, 정확한 두께와 같은 형태가 크게 개선되어 Ag / CH3NH3PbI3 / Pt 셀의 절연 층으로서 우수한 성능을 보여주었으며 103cycles 이상의 내구성을 보여주었고, 106의 높은 on / off 비율, 640μs의 작동 속도, 그리고 electroforming이 없는 것으로 나타났다. 확장된 내구성을 넘어 최소 굽힘 반경이 5mm 인 매우 유연한 저항성 스위칭 장치는 유연하고 착용 가능한 전자 장치에 사용할 수 있는 기회를 제공한다.
Recently, organometal/metal halide perovskite materials (HPs) have undergone remarkable development owing to their outstanding optical and electrical properties, such as long free carriers diffusion length, high charge carrier mobility, tunable band gap, high photoluminescence quantum yield (PLQY), ...
Recently, organometal/metal halide perovskite materials (HPs) have undergone remarkable development owing to their outstanding optical and electrical properties, such as long free carriers diffusion length, high charge carrier mobility, tunable band gap, high photoluminescence quantum yield (PLQY), and solution-processability. These materials exhibit excellent performance in a wide range of other applications, such as solar cells, photodetectors, field effect transistors, gas sensors, resistive switching memory devices, and light emitting diodes (LEDs). In this Thesis, HP materials were investigated as promising candidate for displays and resitive switching memories. At first, All-inorganic perovskites (IHP) nanocrystal (NCs) with compositions of CsPbBrxCl3–x, CsPbBr3, and CsPbBrxI3–x were synthesized, and their properties were investigated. Furthermore, light emitting diodes (LEDs) performance as well as photoluminescence characteristics for high-efficient LEDs is compared with reaction temperature. From the 2D Grazing-incidence wide-angle X-ray scattering measurements, the spin-coated film from more monodispersive perovskite nanocubes synthesized at lower temperatures resulted in more preferred orientation. This dense-packing perovskite film with preferred orientation yielded efficient LED performance. Besides, this Thesis presents a new approach for the fabrication and application of Cs4PbBr6 microcrystal (Cs4PbBr6 MCs). The Cs4PbBr6 MCs are synthesized via an anti-solvent induced crystallization of PbBr2:CsBr directly in dimethylsulfoxide (DMSO) by introducing HBr (HBr, 48% aqueous solution). The ratio of HBr and DMSO plays a vital role in the formation of Cs4PbBr6. By controlling the HBr/DMSO ratio, pure Cs4PbBr6 or the CsPbBr3 phase can be obtained. The Cs4PbBr6 MCs exhibit a strong PL at 516 nm with a full width at half maximum of 25 nm regardless of the crystal size (5-10 µm). In addition, we report for the first time the nonvolatile resistive switching (RS) memories based-on IHP CsPbI3 perovskite. Air-stable CsPbI3 perovskite film with just 200-nm thickness was successfully grown on electrode-coated silicon substrate by all-solution process at low temperature of 100 ℃. The RS memories with Ag/CsPbI3/Pt/Ti/SiO2/Si structure exhibits reproducible and reliable bipolar switching characteristics with ultralow operating voltage (106), reversible RS by pulse voltage operation (> 300 cycles), and multilevel data storage for four ON-state resistance level. We have also report a performance-enhanced organic hybrid perovskite (OHP) resistive switching device. To fabricate topologically and electronically improved OHP thin films, we added hydroiodic acid solution (as an additive) in the precursor solution of the OHP. With drastically improved morphology such as small grain size, low peak-to-valley depth, and precise thickness, the OHP thin films showed excellent performance as insulating layers in Ag/CH3NH3PbI3/Pt cells, with endurance of over 103 cycles, high on/off ratio of 106, operation speed of 640 µs, and without electro-forming. Beyond the extended endurance, highly flexible resistive switching devices with a minimum bending radius of 5 mm create opportunities for use in flexible and wearable electronic devices.
Recently, organometal/metal halide perovskite materials (HPs) have undergone remarkable development owing to their outstanding optical and electrical properties, such as long free carriers diffusion length, high charge carrier mobility, tunable band gap, high photoluminescence quantum yield (PLQY), and solution-processability. These materials exhibit excellent performance in a wide range of other applications, such as solar cells, photodetectors, field effect transistors, gas sensors, resistive switching memory devices, and light emitting diodes (LEDs). In this Thesis, HP materials were investigated as promising candidate for displays and resitive switching memories. At first, All-inorganic perovskites (IHP) nanocrystal (NCs) with compositions of CsPbBrxCl3–x, CsPbBr3, and CsPbBrxI3–x were synthesized, and their properties were investigated. Furthermore, light emitting diodes (LEDs) performance as well as photoluminescence characteristics for high-efficient LEDs is compared with reaction temperature. From the 2D Grazing-incidence wide-angle X-ray scattering measurements, the spin-coated film from more monodispersive perovskite nanocubes synthesized at lower temperatures resulted in more preferred orientation. This dense-packing perovskite film with preferred orientation yielded efficient LED performance. Besides, this Thesis presents a new approach for the fabrication and application of Cs4PbBr6 microcrystal (Cs4PbBr6 MCs). The Cs4PbBr6 MCs are synthesized via an anti-solvent induced crystallization of PbBr2:CsBr directly in dimethylsulfoxide (DMSO) by introducing HBr (HBr, 48% aqueous solution). The ratio of HBr and DMSO plays a vital role in the formation of Cs4PbBr6. By controlling the HBr/DMSO ratio, pure Cs4PbBr6 or the CsPbBr3 phase can be obtained. The Cs4PbBr6 MCs exhibit a strong PL at 516 nm with a full width at half maximum of 25 nm regardless of the crystal size (5-10 µm). In addition, we report for the first time the nonvolatile resistive switching (RS) memories based-on IHP CsPbI3 perovskite. Air-stable CsPbI3 perovskite film with just 200-nm thickness was successfully grown on electrode-coated silicon substrate by all-solution process at low temperature of 100 ℃. The RS memories with Ag/CsPbI3/Pt/Ti/SiO2/Si structure exhibits reproducible and reliable bipolar switching characteristics with ultralow operating voltage (106), reversible RS by pulse voltage operation (> 300 cycles), and multilevel data storage for four ON-state resistance level. We have also report a performance-enhanced organic hybrid perovskite (OHP) resistive switching device. To fabricate topologically and electronically improved OHP thin films, we added hydroiodic acid solution (as an additive) in the precursor solution of the OHP. With drastically improved morphology such as small grain size, low peak-to-valley depth, and precise thickness, the OHP thin films showed excellent performance as insulating layers in Ag/CH3NH3PbI3/Pt cells, with endurance of over 103 cycles, high on/off ratio of 106, operation speed of 640 µs, and without electro-forming. Beyond the extended endurance, highly flexible resistive switching devices with a minimum bending radius of 5 mm create opportunities for use in flexible and wearable electronic devices.
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