페로브스카이트 단결정 합성 — MABr 전구체 및 역온도 결정화법

소개

페로브스카이트 단결정 합성을 위한 MABr 전구체 제조 및 역온도 결정화법(ITC)을 이용한 MAPbBr3 결정 성장 실험으로, 용매 시스템과 전구체 비율에 따른 결정 형성 양상을 분석한 무기화학 실험 보고서입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 이론

3. 실험기구 및 시약

4. 실험 방법
<실험 1> MABr 합성
<실험 2> MAPbBr3 결정 생성(DMF)
<실험 3> MAPbBr3 결정 생성(DMF+DMSO)
<실험 4> MAPbBr3 결정 생성(DMF+DMSO) 및 재결정

5. 결과
<실험 1> MABr 합성
<실험 2> MAPbBr3 결정 생성 (DMF)
<실험 3> MAPbBr3 결정 생성 (DMF+DMSO)
<실험 4> MAPbBr3 결정 생성(DMF+DMSO) 및 재결정

6. 고찰

7. 참고문헌

본문내용

실험 3. Synthesis Methylammonium Lead Bromide perovskite single crystal
5주차 중간결과보고서

과

목

담당 교수 학 학 이 과 번 름

1. 실험 목적
Ÿ Ÿ 고순도 MABr 유기 전구체를 합성하고, Inverse Temperature Crystallization을 통해 고품질의 perovskite single crystal을 성장시키는 과정을 이해한다. 2주차 실험에서 MAPbBr₃ 합성을 위한 전구체, Methylammonium Bromide(MABr)를 유기 합성법을 통해 제조한다.

2. 이론
Ÿ Perovskite 페로브스카이트(Perovskite)는 CaTiO3에 러시아의 광물학자 레프 페로브스키(Lev Perovski)의 이름을 붙이면서 유래된 명칭이다. 현재는 CaTiO3와 동일한 결정구조를 갖는 ABX3 형식의 무기/유기 물질들을 일컬어 페로브스카이트 구조라 칭한다. 이 구조에서 A는 상대적으로 크기가 큰 양이온(예: Cs+, methyl ammonium 등), B는 중간 크기의 전이 금속 양이온(예: Pb2+, Sn2+ 등), X는 음이온(예: Cl-, Br-, I- 등)으로 주로 halide에 해당한다.

[그림 1] 페로브스카이트 결정 구조

페로브스카이트는 A 양이온에 따라 무기계 페로브스카이트(fully-inorganic perovskite), 유기-무기 혼합 페로브스카이트(organic-inorganic hybrid perovskite)로 나뉜다. 본 실험에서 사용된 CH3NH3PbBr3 (MAPbBr3)는 대표적인 유기-무기 하이브리드 소재이다. MAPbBr3는 [PbBr₆]⁴⁻ 팔면체가 꼭짓점을 공유하며 3차원 네트워크를 형성하고, 중심의 빈 공간에 Methyl ammonium 양이온이 위치하여 구조적 안정성을 가진다. 이러한 페로브스카이트는 온도에 따라 결정 구조가 변하는 상전이 특성을 나타낸다.

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