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반도체 양자점 입자의 형광 깜빡임 분석 및 방사/Auger 재결합 속도 계산

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첨부파일
개발년도
2022
저자정보
채원식
참고문헌
J. Phys. Chem. Lett., 2022, 13(22), pp5040-5048; 제130회 대한화학회 포스터발표(PHYS.P-83)
관련장비
시분해 형광 공초점 현미경
응용분야
반도체 및 디스플레이 연구와 관련 응용산업
연구분야
NT
분석/적용분야
기술분야
분석/공동연구지원
단일 나노입자 수준에서 수행되는 형광 분석 기술을 바탕으로 정밀한 양자동력학 기작 및 속도 계산이 필요한 첨단 광소재 분야 연구지원에 활용
요약
본 분석법은 반도체 밴드갭을 갖는 페로브스카이트 양자점 단일 입자에서 발생하는 형광 (fluorescence or photoluminescence) 깜빡임(blinking) 현상을 실시간 신호로 관찰하고 분석하여, 시간에 따른 특정 구간 또는 빛의 켜짐/꺼짐(ON/OFF) 구간에서 형광 수명(lifetime)을 얻는 방법을 제공
키워드
엑시톤, 엑시톤쌍, 트라이온, 형광 수명, 깜빡임 Exciton, Bi-exciton, Trion, Fluorescence lifetime, Blinking
연구개발성과
고분자 용액에 분산된 페로브스카이트 양자점 입자를 스핀코팅하여 제작한 단일 입자 양자점의 형광 깜빡임 현상을 신호/영상 분석하는 분석법을 확립
내 용
-고분자 용액에 분산된 페로브스카이트 양자점 입자를 스핀코팅하여 제작한 단일 입자 양자점의 형광 깜빡임 현상을 신호/영상 분석하는 분석법을 확립함
-깜빡임 신호의 특정 시간 구간 또는 빛의 ON/OFF 구간에서 형광 수명 값을 피코-나노(pico-nano)초 시간영역에서 추출하고, 획득한 형광 수명 값으로부터 방사 전이 또는 비방사 전이의 일종인 Auger 전이 속도 계산법을 확립함
-이번 분석법 연구로 엑시톤, 엑시톤쌍 재결합에 의한 발광경로 외에도 트라이온(trion) 결합이라는 추가적인 발광경로가 존재함을 확인함
-단일 나노입자를 시간과 공간을 동시 분할하여 양자입자의 상태변화를 실시간 분석한 결과, 엑시톤에 음전하를 띠는 전자 또는 양전하를 띠는 정공이 추가적으로 결합한 트라이온 양자입자의 존재를 확인함
-발광 효율 저하의 주요 요인이 되는 트라이온 재결합을 차단하기 위해 은(Ag) 나노막대 광결정(photonic crystal) 기판을 적용해서 방사 결합 경로를 향상할 수 있는 방법 마련