초록 ▼

연구개요
- 종래의 페로브스카이트 결정의 배향에 대한 연구는 주로 외부 공정 변수 조절을 통해 제조한 다결정 박막을 분석하여 결정 배향을 제어하는 것에 집중되어 있으나, 기판의 불균일한 열전달, 외부 환경 신뢰성 측면에서 한계를 가짐.
- ABX₃ 할라이드 페로브스카이트의 A-site 양이온 조절 연구는 결함 억제, 결정 구조 안정화, 방사성 재결합 향상 등에 집중되어 A-site 양이온 특성에 따른 특화된 결정 배향 제어 기술에 대한 연구는 이루어지지 않음.
- 결정 배향성과 발광 효율과의

연구개요
- 종래의 페로브스카이트 결정의 배향에 대한 연구는 주로 외부 공정 변수 조절을 통해 제조한 다결정 박막을 분석하여 결정 배향을 제어하는 것에 집중되어 있으나, 기판의 불균일한 열전달, 외부 환경 신뢰성 측면에서 한계를 가짐.
- ABX₃ 할라이드 페로브스카이트의 A-site 양이온 조절 연구는 결함 억제, 결정 구조 안정화, 방사성 재결합 향상 등에 집중되어 A-site 양이온 특성에 따른 특화된 결정 배향 제어 기술에 대한 연구는 이루어지지 않음.
- 결정 배향성과 발광 효율과의 상관관계에 대한 연구가 진행되고 있는 태양 전지 응용 분야와 달리 발광 소자 응용에서 결정 배향성과 발광 효율과의 상관관계는 보고된 바가 없어 차세대 페로브스카이트 발광 소재의 지속적인 개발을 위해 결정 배향성과 발광 소자 효율의 상관관계에 대한 연구는 필수적으로 수행되어야 함.
- 본 제안 과제는 종래의 ABX₃ 할라이드 페로브스카이트 발광체의 배향을 제어하기 위한 단순한 공정 조절 접근 방식에서 벗어나, A-site 양이온의 특성에 따른 결정화 동역학을 제어할 수 있는 정밀한 나노다결정 배향 제어 기술을 개발하고, 최종적으로 결정 배향과 발광 소자 특성의 상관관계를 최초 규명하고 이론화하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
추진목표 : A-site 단일 양이온 특화형 3D 나노다결정 배향 제어 기술 개발 | 달성내용 : - A-site 단일 양이온 페로브스카이트에 반용매 물성 조절에 따른 나노결정화 기술 기반 결정 배향성 제어 연구 (배향 변화율>6000%) - 배향 제어에 따른 A자리 단일 양이온 페로브스카이트 광물리 특성 변화 분석 (광발광 세기 및 광발광 피크 shift 분석 수행, 특정 결정면 배향과 무작위 배향에 따른 광발광 세기 차이 및 피크 shift를 확인) - A 자리 단일 양이온 특성 조절 및 배향성 제어에 따른 광학 특성 변화 분석 (UV-Vis 흡수 및 광학적 밴드갭 분석 수행, 배향성을 제어하여도 광학적 밴드갭 일정하게 유지되었음을 확인) | 달성도(%) : 100%

추진목표 : A-site 다중 양이온 특화형 3D 나노다결정 배향 제어 기술 개발 | 달성내용 : - A-site 다중 양이온 페로브스카이트에 반용매 물성 조절에 따른 나노결정화 기술 기반 결정 배향성 제어 연구 (배향 변화율>3000%) - 배향 제어에 따른 A자리 다중 양이온 페로브스카이트 광물리 특성 변화 분석 (광발광 세기 및 광발광 피크 shift 분석 수행, 특정 결정면 배향과 무작위 배향에 따른 광발광 세기 차이 및 피크 shift를 확인) - A 자리 다중 양이온 특성 조절 및 배향성 제어에 따른 광학 특성 변화 분석 (UV-Vis 흡수 및 광학적 밴드갭 분석 수행, 배향성 제어를 통해 광학적 밴드갭의 변화가 발생함을 확인) | 달성도(%) : 100%

추진목표 : 배향성 나노다결정 A-site 단일 양이온 페로브스카이트 박막 기반 발광 소자 응용 분석 | 달성내용 : - A 자리 단일 양이온 페로브스카이트 발광층의 결정 배향 제어에 따른 발광 소자 성능 분석: 발광소자 휘도 및 효율, 전계발광 스펙트럼 분석 : 시야 각도에 따른 전계발광 세기 분포 분석 : 측정 각도에 따른 전계발광 스펙트럼 변화 분석 | 달성도(%) : 100%

추진목표 : 배향성 나노다결정 A-site 다중 양이온 페로브스카이트 박막 기반 발광 소자 응용 분석 | 달성내용 : - A 자리 다중 양이온 페로브스카이트 발광층의 결정 배향 제어에 따른 발광 소자 성능 분석: 발광소자 휘도 및 효율, 전계발광 스펙트럼 분석: 시야 각도에 따른 전계발광 세기 분포 분석: 측정 각도에 따른 전계발광 스펙트럼 변화 분석 | 달성도(%) : 100%

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 할라이드 페로브스카이트 기반 차세대 발광체 소재 개발은 세계적으로 주목받는 연구 분야로써 저명한 국제 저널들에 다양한 연구들이 경쟁적으로 끊임없이 보고되고 있고, 특히 합성이 용이한 3D 다결정 페로브스카이트의 고효율화 연구 분야는 현재의 효율 한계를 극복하는 새로운 패러다임의 제시가 필요한 시점임. 이에 따라 본 연구를 통한 결과를 영향력 있는 저널에 발표하여 연구성과를 세계적으로 알려 발광 소재 개발 연구 분야에 크게 기여하고자 하며, 관련 원천 기술 특허를 선제적으로 확보하여 다양한 광전 소자 응용 분야에도 활용될 것임.
- 차세대 발광체의 원천 기술을 확보함으로써 발광 소자를 응용할 수 있는 차량용 유연 디스플레이, 고화질 대형 디스플레이, 실내외 조명 인테리어 분야 등의 차세대 디스플레이 응용 분야에 널리 활용될 수 있을 것임.
- 본 제안 연구는 다결정 페로브스카이트 소재의 열역학적/결정화학적/광학적/전기적 측면에서 근본적인 핵심을 제어할 수 있는 핵심 원천 기술을 개발함으로써 페로브스카이트 발광 소재 개발 방향의 근본적인 관점을 제시하고, 국가 미래 기술력 확보를 위한 핵심 원천 기술을 개발하는 연구 결과가 될 것이며, 이를 기반으로 다양한 페로브스카이트 기반 응용 소자들의 개발에도 활용 가능하여 관련 연구 분야의 파급효과가 뛰어날 것임. 본 제안 연구에서 개발하는 페로브스카이트 발광 소재는 국가 주력 산업인 디스플레이 산업의 미래 세계 경쟁력을 확보할 수 있는 원천 기술을 적극적으로 개발하여 세계 1위 자리를 굳건히 지킬 것이며, 디스플레이 소재 산업의 성장 및 수출을 통한 경제적 성장과 함께 다양한 일자리 창출을 통한 사회적 안정화에 이바지할 것으로 기대함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 14