초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
기존 광센서 소재의 현안 해결을 위해 태양전지와 발광소자에서 우수한 광전물성이 확인된 할로겐화물 소재의 반도체 특성을 새로이 규명하고, 이를 바탕으로 신조성, 신공정을 개발하여, 최종적으로 초고감도 광센서를 구현하는 창의적/도전적 연구를 제안한다.
■ 신조성 개발: 화학양론적 페로브스카이트 구조 할로겐화물 구현 및 신조성 탐색
■ 반도체 특성 규명: 페로브스카이트 구조 할로겐화물 소재에서 현재 규명되지 않은 반도체 특성 분석 및 제어
■ 특화된 박막화 공정 개발: 광센서 작동 파장대별로

□ 연구의 목적 및 내용
기존 광센서 소재의 현안 해결을 위해 태양전지와 발광소자에서 우수한 광전물성이 확인된 할로겐화물 소재의 반도체 특성을 새로이 규명하고, 이를 바탕으로 신조성, 신공정을 개발하여, 최종적으로 초고감도 광센서를 구현하는 창의적/도전적 연구를 제안한다.
■ 신조성 개발: 화학양론적 페로브스카이트 구조 할로겐화물 구현 및 신조성 탐색
■ 반도체 특성 규명: 페로브스카이트 구조 할로겐화물 소재에서 현재 규명되지 않은 반도체 특성 분석 및 제어
■ 특화된 박막화 공정 개발: 광센서 작동 파장대별로 특화된 구조의 박막 형성공정 연구
■ 초고감도 광센서 구현: 초고감도 광센서 구현 및 특성 분석 기술 연구

□ 연구개발성과
■ 정성적 성과
○ 저온 기계화학적 합성법 개발을 통해 100 여 종의 페로브스카이트 할라이드 합성에 성공하였고, 3D 할라이드 뿐만 아닌, 2D 할라이드 신조성을 합성하는 등 보고되지 않았던 10 여 종의 조성을 확보함.
○ 최초로 할라이드 페로브스카이트 조성들의 물성 지도를 도출하였고, 쉬운 조성 제어를 통해 설계된 조성을 단시간에 합성할 수 있는 기술을 확보함.
○ 새로운 소재들에 적합한 박막화 기술을 개발하였고, 복합공정을 통해 고품위 박막을 합성함
○ 후확산 적층법을 개발하여, 페로브스카이트 할라이드 소재 간의 적층을 통한 정션 구조를 구현함.
○ 광 인가에 의한 전하농도 및 이동도 분석법을 개발하여 소재 자체의 물성을 이해하고 규명함.
○ all-할라이드 정션소자를 구현하여 기존 상용 Si 광센서보다 우수한 특성(responsivity, detectivity 등)을 가지는 광센서 특성을 얻음.
○ 정량적 성과: 본 연구팀에서 제안한 연구 목표는 현재까지 특허 및 연구논문으로 발표되지 않은 원천적, 창의적, 도전적인 내용이고, 연구 팀은 연구에 필요한 선행연구를 수행해 온 각 분야 전문가들로 구성되어 최상급 해외 저널에 다수의 결과발표
○ Nature 2편을 포함한 총 20편 이상의 논문을 국제 우수 학술지(SCI)에 발표
○ 공동연구 결과 10편 이상 발표, 계열별 상위 10% 이내 10편 이상 발표
○ 국내특허 출원 2건

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 다양한 페로브스카이트 할라이드 조성의 합성법, 기초 물성 측정법, 물성 제어 방법을 기반으로 본 조성을 기반으로 하는 다양한 태양전지, 발광다이오드 광센서 분야에서도 적극 활용할 예정임.
○ 1단계에서 본 연구팀이 확립한 all-halide 정션소자 구현을 토대로 2단계 후속 연구를 통해 소자의 최적화를 이루어 BGR+NIR 영역에서 우수한 성능을 가지는 차세대 광센서용 수광소자를 구현하고자 함.
○ 2단계 최종 목표는 3D 이미징이 가능한 초고감도 광대역(BGR+NIR) 미래 수광소자용 다차원 할라이드 소재 및 정션소자 개발임. 다음과 같은 연구 세부 목표 달성하기 위하여 1단계개발성과를 활용할 계획임.
- 2D-Wide Bandgap 할라이드 신조성 개발과 물성 최적화
- 3D-Narrow Bandgap 할라이드 소재의 최적화 및 안정성 향상 기술 개발
- all-할라이드 정션소자의 최적화 및 BGR+NIR 어레이 구현 기술 개발

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 9
• 2-1. 대표 연구결과 및 내용 ... 9
• 2-2. 그 외 주요 연구결과 및 내용 ... 16
• 2-3. 연구결과의 중요성 ... 43
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 45
• 3-1. 목표 ... 45
• 3-2. 목표 달성여부 ... 46
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 48
• 4. 연구개발결과에 대한 활용 및 기대효과 ... 49
• 끝페이지 ... 50