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캐나다 연구 그룹은 교차 결합과 중합이 가능한 리간드 종류를 통해 페로브스카이트 나노 결정 (PNC) 안정성을 향상시키는 새로운 접근법을 도입했다. 어드밴스드 머터리얼스 ('Chemically Addressable Perovskite Nanocrystals for Light-Emitting Applications')에서 보고한 바와 같이 이 팀은 PNC 표면 패시베이션을 향상시키면서 동시에 광전자 응용 분야에 높은 막 전도성과 광학 동질성을 제공함을 보여주었다. 리간드는 스티릴기 (styryl group)를 포함하는데, 이는 열처리과 라디칼 기폭물질을 통한 교차 결합 및 라디칼 기반 방법을 사용하는 다른 모노머 (monomer)와의 중합을 위한 편리한 화학 처리법이다. 활성 물질에서 균형 잡힌 전하 주입과 효율적인 방사 재결합은 고성능 LED의 핵심 매개 변수이다. 물질 특성과 소자 성능 사이의 강한 상관 관계는 페로브스카이트 기반 소자에 대해서도 유효하며, 발광 물질 (즉, 페로브스카이트 결정 막)에서의 엑시톤 분리가 다른 물질 (예: 양자점 및 반도체 유기 분자)보다 훨씬 유리하다. 그러나, PNC가 뛰어난 발광 특성을 가지고 있지만, 그들의 광범위한 응용성은 낮은 화학 및 콜로이드 안정성에 의해 방해 받고 있다. 팀의 새로운 접근 방식에서 PNC 합성에는 끓는점 용매 (예: 옥타데센 (octadecene)), 과량의 안정제 (예: 올레산 아민 (oleic amine) 또는 올레산 (oleic acid)), 가열 또는 불활성 가스 보호 장치가 사용되지 않는다. 얻어진 PNC는 균일한 형태 및 높은 광 발광 양자 수율을 갖는다. 또한, PNC는 스티렌 (styrene) 및 메틸 메타크릴레이트 (methyl methacrylate)와 공중합되어 우수한 내수성을 갖는 균일한 하이브리드 재료를 얻을 수 있다. 개념 증명으로 연구원들은 LED (Light-Emitting Diode)에서 교차 결합된 PNC를 적용하는 방법을 보여준다. 그들은 최고의 장치가 이전 보고된 MA 기반 PNC 장치보다 300 % 이상 향상된 7000 cdm-2를 초과하는 최고 휘도를 나타내었다. 이 연구는 물질의 안정성과 소자 성능에 있어 리간드 설계가 가장 중요하다는 것을 보여준다. 이것은 고성능 및 안정적인 PNC LED에 대한 매우 유망한 접근법으로 보이며 안정성 문제가 이러한 기술의 광범위한 사용을 방해하는 태양 전지, 광 검출기 및 레이저를 비롯한 다른 페로브스카이트 광전자 장치에 널리 적용되어야 한다. |
