초록 ▼

□ 연구개요
태양전지나 발광소자와 같은 광전자 소자 응용에 뛰어난 물질인 2차원 유기-무기 하이브리드 페로브스카이트 (organic-inorganic perovskite: OHP) 화합물 형광체를 합성하고 형광특성을 연구하였다. 3 차원 (3-D) OHP 할로겐 납 화합물은 광전자 소자에 펼요한 높은 전하 이동도，긴 확산거리, 고 효율의 형광 양자 수율을 가지는 것으로 알려졌다.3-D OHP는 이러한 우수한 특성에도 불구하고 공기 중에서 낮은 안정성을 보여 형광소자 응용에 제한이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 높은 안정성을

□ 연구개요
태양전지나 발광소자와 같은 광전자 소자 응용에 뛰어난 물질인 2차원 유기-무기 하이브리드 페로브스카이트 (organic-inorganic perovskite: OHP) 화합물 형광체를 합성하고 형광특성을 연구하였다. 3 차원 (3-D) OHP 할로겐 납 화합물은 광전자 소자에 펼요한 높은 전하 이동도，긴 확산거리, 고 효율의 형광 양자 수율을 가지는 것으로 알려졌다.3-D OHP는 이러한 우수한 특성에도 불구하고 공기 중에서 낮은 안정성을 보여 형광소자 응용에 제한이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 높은 안정성을 보이는 2차원 2-D OHP 납 화합물 시료를 제조하고 레이저 분광학 방법으로 형광 특성을 조사하며 형팡방출 원리를 규명한다

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 2-D OHP인 (RNH3)2(MA)m-l[PbmX3m+I] 분발시료 및 박막시료를 제조한다. RNH3는 PEA, BA(C4H9NH3+) 및 ALA (C3H5NH3+) 3 종류의 큰 유기 양이온을 사용한다. 연차적 연구목표 및 연구결과는 다음과 같다. 1차 년도에는 m= 1 인 경우(PEA)2 [PbXxY4-x] (X,Y = Cl,Br 또는 Br 및 x = 1-4)에서 혼합결정(PEA)2[PbClxBr4-x]와 (PEA)2 [PbBrxI4-x]를 제조 성공하였다.시료 형태는 분말 및 박막이다. 제조된 시료의 기초적 분광특성을 조사하여 양질의 시료를 확인하였다. 2차 년도에는 (RNH3)2[PbXxY 4-x] 에서 유기 양이온 RNH3+ 가 PEA, BA 및 ALA인 분말 및 박막 시료를 성공적으로 제조하였다. 제조된 시료는 10 K에셔 상온까지 UV, VIS 레이저로 여기하여 엑시톤 상호작용 에너지 전달 현상을 확인하였다. 그리고 유기 양이온의 종류와 X, Y 변화에 따라 형광 메커니즘이 어떻게 변하는지 규명하였다.3차년도에는 (RNH3)2(MA)m-1 [PbmX3m+]에서 무기층 내의 [PbX6]2- 8면체연체 격자 충수를 변화시킨 분말 및 박막시료를 제조하였다. 분광학 특성이 엑시톤-엑시톤 상호작용과 에너지 전달현상을 조사하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
현재 대부분의 2-D OHP 연구는 광전 효율 증가에 초점이 맞추어져있다. 2-D OHP는 형광물질로서 형광방출과정이나 빛과 물질과의 상호작용에 대한 연구는 거의 이루어 져있지 않다. 본 연구에서는 이러한 2-D OHP 물질의 형광 방출 원리를 규명하는데 초점이 맞추어졌다. 2-D OHP에서 방출하는 형광은 무기 층인 Pb-X 자유 엑시톤과 자체 트랩 엑시톤인데 큰 유기 양이온 RNH3+ 와 작은 유기 양이온 MA+ 으로 구성되는 유기 층과 액시톤-포논 상호작용을 하게 된다. 이러한 액시톤-포논 상호작용은 방출하는 형광의 특성을 결정하게 되며 무기 충 대의 [PbX6]2- 8면체 격자 층수, 큰 유기 양이온 RNH3+의 종류 등 다양한 변수 의존한다. [PbX6]2- 8면체 격자 층의 두께가 두꺼워지면 양자 우물의 밴드 갭 에너지가 감소하게 되는데 이는 형광특성에 철청적 영향을 미치게 된다. 최근에 m= 1-5외 2-D OHP가 높은 효율의 태양전지 가능성을 보고하였다. 그러나 m 변화에 따른 형광의 기본 특성은 밟혀지지 않고 없으며 본 연구에서는 이들의 특성이 규명될 것으로 기대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 5
• 3) 목표 달성 수준 ... 5
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 5
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 6
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 6
• 6. 자체점검표 ... 7
• 7. 참고문헌 ... 7
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 11
• 끝페이지 ... 21