나노기술 및 정책 정보

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중국 산둥(山東) 대학교 산하 "첨단 교차 과학 칭다오(靑島) 연구원" 소속 "분자과학공정연구원"의 한커리(韓克利) 교수 연구팀은 전체 무기 비(非)납 페로브스카이트 나노 결정체 동력학 메커니즘 연구에서 혁신성과를 취득함.

열 활성화 지연 형광(TADF)은 현재 자극의 높은 이용률을 얻기 위한 유망한 발광 메커니즘에 속함. 열에너지에 의해 가장 낮은 여기 3라인 상태(T1) 자극은 반계간(反系間) 관통을 통해 최저 자극 단선 상태(S1)를 통해 발광하게 됨.

열 활성화 지연 형광은 일반적으로 순수 유기 분자 혹은 금속 유기 복합체에서 일반적으로 나타나지만 전체 무기 콜로이드 나노 결정체에서는 거의 나타나지 않음.

최근에는 전체 무기 CsPbX3형(X = Cl，Br，I) 페로브스카이트 나노 결정체는 우수한 광전기 성능을 보유하고 있기 때문에 과학자들의 높은 관심을 받고 있으나 Pb의 높은 독성과 낮은 안정성으로 인해 실제 응용에 제한적임.

연구팀은 자연계에 풍부할 뿐만 아니라 독성이 없는 금속 지르코늄(Zr) 원소를 중심으로, 열 주입 방법을 이용하여 최초로 Cs2ZrBrxCl6-x(0≤x≤1.5) 이중 페로브스카이트 나노 결정체를 합성하는데 성공하였음.

동 나노 결정은 컬러를 조정할 수 있을 뿐만 아니라 효과적인 발광 특성 및 우수한 안정성을 보임.

연구팀은 온도 변화 형광 스펙트럼과 온도 변화 시간 해상도 형광 스펙트럼을 이용한 동시에 독자적으로 연구개발 한 나노 초 순간 상태 방출 광 스펙트럼 기기 및 펌핑-펨토 초 시간 해상도 광 스펙트럼 탐사기기를 이용하여 열 활성화 지연 형광 메커니즘을 해석하는데 성공함으로써 신형 무기 형광 파우더 개발을 위해 독특한 아이디어를 제공하였음.

본 연구 성과는 ‘Angew. Chem. Int. Ed.’ ("Efficient Thermally Activated Delayed Fluorescence from All-Inorganic Cesium Zirconium Halide Perovskite Nanocrystals") 지에 게재됨.