나노기술 및 정책 정보

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● 한국과학기술원(KAIST) 화학과 김형준 교수와 한밭대학교 홍기하 교수 공동 연구팀이 페로브스카이트 LED 나노 소재에서 일어나는 발광 효율의 향상 원인을 이론적으로 규명

● 할로겐 페로브스카이트 화합물은 태양 빛을 이용해 높은 효율로 전기를 생산할 수 있어 차세대 태양전지에 사용 가능한 소재로 주목받고 있는 물질

● 특히, 페로브스카이트는 빛을 전기로 변환시키는 효율뿐만 아니라 전기를 빛으로 변환시키는 발광 효율 또한 높은 것으로 알려져 차세대 LED 소재로서도 각광받고 있음.

● 연구팀은 페로브스카이트의 결정구조가 내부의 뒤틀림 정도에 따라 다양한 상(phase)을 가질 수 있음에 주목했으며, 페로브스카이트 소재(CsPbBr3)는 결정구조 내부에 뒤틀림이 존재하는데, 이를 작은 나노 구조로 만들게 되면 이러한 뒤틀림이 최소화된 상이 형성되는 것을 확인

● 더 나아가 연구팀은 비단열 양자 동역학 시뮬레이션을 이용해 이러한 결정구조의 뒤틀림 제어가 발광 효율을 높이기 위한 주요 소재 성질 제어 전략임을 밝힘.

● 향후 연구팀은 이러한 이론 기초연구를 더욱 확장해 페로브스카이트 결정상 제어를 통한 발광 효율 극대화 전략을 도출해내어 페로브스카이트 기반의 고효율 LED 개발에 기여할 예정

※ 용어설명

- 페로브스카이트(perovskites): 빛을 잘 흡수해 많은 전하를 만들며, 저렴하고 간편한 제조 공정이 가능

※ Journal of the American Chemical Society 게재(2021.12.27.), “Enhanced Light Emission through Symmetry Engineering of Halide Perovskites”

※ 한국연구재단(중견연구사업, 선도연구센터 지원사업, 나노소재기술개발사업) 지원