나노기술 및 정책 정보

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큐슈(九州) 대학 최첨단유기광전자연구센터 등의 공동 연구그룹이 유기·무기 하이브리드 페로브스카이트 레이저에 있어 레이저 작용의 억제 인자를 규명함으로써 실온·공기 중에서 안정적인 연속파 레이저(Continuous Wave, CW) 발진에 성공함. 광여기(光励起)에 의한 실온 공기 중에서의 CW 발진은 각종 측정용 광원 등 실용적 응용 프로그램 개발 및 차세대 포토닉스 장치 광원으로 기대되는, 전류 여기 레이저에 있어 중요한 단계임. 연구진은 ‘준 2차원 페로브스카이트’ 구조에서 낮은 삼중항 에너지 상태를 갖는 유기 리간드(ligand, 배위자)를 구조 내에 넣고 긴 수명을 갖는 삼중항 여기 상태를 할로겐화납의 무기층에서 유기층으로 에너지를 이동시킴으로써, 펄스 및 CW 광여기 레이저를 발진시키는 데 성공함. P2F8에서는 PEA (Phenylethylammonium)의 삼중항 에너지가 높기 때문에, 무기층으로부터 PEA로의 에너지 이동이 어렵지만, N2F8에서는 삼중항 에너지가 NMA (naphtylmethylammonium)로 쉽게 이동하여 삼중항 여기자를 효과적으로 무기층에서 제거할 수 있게 됨. 이러한 에너지 손실 과정 메커니즘을 기반으로 레이저에 필요한 DFB (Distributed FeedBack) 구조를 적용함으로써 CW 여기 하에서의 안정적인 녹색의 ‘준 2차원 페로브스카이트 레이저’를 개발함. 연구진은 향후 전기적 여기에 따른 페로브스카이트 레이저에 관한 연구를 진행할 계획임.

본 연구 성과는 ‘Nature’ (“Stable room temperature continuous-wave lasing in quasi-2D perovskite films”) 지에 게재됨.