페로브스카이트 양자점과 유기물 반도체 하이브리드 광활성층 소재를 활용한 고효율 포토트랜지스터 개발 연구

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국화상학회 ㆍ수록지정보 : 한국화상학회지 / 28권 / 2호
ㆍ저자명 : 조일영, 백강준

목차

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
2-1. 반도체성 SWNTs 분산
2-2. OFET 소자 제작
2-3. 특성 분석
3. 결과 및 고찰
4. 결 론
Acknowledgement
References

한국어 초록

본 논문에서는 반도체 특성의 단일벽 탄소나노튜브(semi-SWNTs)와 페로브스카이트(perovskite) 양자 점을 혼합하여 SWNT의 높은 전하 이동 특성과 양자점의 고효율 광전 특성을 동시에 가지는 용액공정 가 능한 기반 고성능 광센서를 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 직경이 작은 SWNT를 공액 구조 고분자 반도체를 이용해 선택적으로 분리/분산하는 방법으로 제조하여 포토트랜지스터의 반도체 채널 층으로 활 용하고, 가시광 빛에 높은 흡광도를 가지는 양자점을 다양한 조성과 구조를 가지는 광활성층으로 제조하 여 그 특성을 비교 분석하였다. 이 결과 semi-SWNTs와 페로브스카이트 양자점 모두 단독으로 TFT에 사 용하였을 경우 우수한 트랜지스터 특성과는 별개로 광전효과가 크게 나타나지 않았으며, 두 종류 이상의 반도체 소재를 융합하여 사용할 경우 양자점에 흡수된 빛에 의해 엑시톤이 형성되고 이종 접합 계면에서 전자와 정공의 분리가 쉽게 이루어지도록 유도함으로써 낮은 광량에서도 높은 효율을 가지는 포토트랜지 스터를 개발할 수 있었다. 향후 지속적인 연구개발을 통해 고유연/저가 광 센서 제품 개발과 레이더, 이미 지 센서, 웨어러블 헬스케어 등의 다양한 분야에 하이브리드 반도체 포토트랜지스터가 응용될 수 있을 것 으로 기대한다.

영어 초록

Here we study solution-processed semiconducting single-walled carbon nanotubes (SWNTs) and perovskite quantum dots(QDs) hybrid films for high-performance light detectors. Small diameter SWNTs are wrapped by conjugated polymer semiconductors and collected and used as semiconducting SWNTs networks for providing high charge transport characteristics in phototransistors. Although single components active layers only with semi-SWNTs and perovskite QDs show little changes in light absorption and photocurrent formation, hybrid films with bi-layer or bulk-heterojunction structures demonstrated higher light detection characteristics with more than 100 times larger photocurrent under the illumination of visible light in comparison to the same devices in the dark. Therefore, it is expected that a hybrid photo-active layer can be broadly used to develop high-performance light sensors for many applications, including image sensors and wearable healthcare.

참고 자료

없음