나노기술 및 정책 정보

• 목록

CsPbCl3:Mn2+는 일종 오렌지색 발광이 가능한 무기 페로브스카이트 나노 결정을 실용화 할 수 있는 소재에 속하며, Mn2+ 농도의 향상은 CsPbCl3: Mn2+ 오렌지색 발광을 향상시키는 효과적인 루트가 되고 있음.

하지만 다양한 연구 과정에서 Mn2+ 도핑제의 발사 강도와 Mn2+ 농도 간의 관계는 매우 혼란스럽고, Mn2+는 전이금속 이온으로서 전자 상태가 결정 필드(Crystal field) 환경에 대해 매우 민감한 것으로 나타났음.

중국 베이징(北京) 자오퉁(交通) 대학교 연구팀은 최근 CsPbCl3: Mn2+ 나노 결정의 결정 필드는 기타 양이온과의 공동 도핑을 통해 조절이 가능하다는 점을 발견하였음.

연구팀은 CsPbCl3: Mn2+ 나노 결정과 비교하여 CsPbCl3: Mn2+，Er3+ 나노 결정의 형광 광 스펙트럼 오렌지색 피크가 580 nm 레드에서 600 nm 수준으로 이전하고, 광 스펙트럼 중의 오렌지색 피크를 100배 정도 향상시킨다는 점을 발견하였음. 공동 도핑의 양이온이 Mn2+ 발광 성능에 끼치는 영향은 나노 큐빅과 유사한 수준에 도달하였으며, 관련 메커니즘에 대해 상세한 분석 작업을 실행하였음.

전체 무기 페로브스카이트 CsPbX3(X=Cl，Br，I) 나노 결정은 일종의 새로운 발광 소재에 속하며, 연구팀은 전체 무기 페로브스카이트 CsPbX3(X=Cl，Br，I) 나노 결정은 제조 공법이 간단하고, 색상 순수 정도가 높고, 발광 강도에 대한 조절이 용이하고, 양자 생성 비율이 높은 강점을 가지고 있다는 점을 발견하였음.

CsPbX3는 할로겐 음이온을 통해 전체 가시광선 범위 내에서의 발광 컬러를 조절할 수 있기 때문에 밴드 갭에 대한 쉬운 조절을 실행할 수 있는 것으로 나타났음.

연구팀은 공동 도핑 방법으로 CsPbCl3:Mn2+의 결정 필드에 대한 조정 제어를 실행하였으며, 형광 광 스펙트럼 중의 오렌지색 피크를 100배 정도 향상(Mn2+ 농도는 변하지 않음)시키는데 성공하였으며, CsPbCl3:Mn2+의 오렌지색 피크를 580 nm 레드에서 600 nm로 향상시킨 동시에 CsPbCl3:Mn2+ 상에서 동일 실험을 실행하는데 성공하였음.

나노 시트의 두께가 비교적 작고 Mn이 비교적 낮은 결정 필드 환경 속에 위치하여 있기 때문에 오렌지색 발광이 매우 미약한 것으로 나타났지만 공동 도핑의 발광 성능에 대한 영향은 나노 입자와 유사한 것으로 나타났음.

본 연구 성과는 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’ ("Modifying the crystal field of CsPbCl3: Mn2+ nanocrystals by codoping to enhance its red emission by a hundredfold") 지에 게재됨.