국립 부경대학교

부경대 이보람 교수팀 총설 논문, 세계적 학술지 <Joule> 표지 장식

- 차세대 디스플레이 ‘페로브스카이트 LED’ 성능 향상 위한 개발전략 연구

△ 연구팀 사진. (위 왼쪽부터) 이보람 교수, Xinyu Shen 박사, 강기훈 교수, (아래 왼쪽부터) Samuele D. Stranks 교수, Henry J. Snaith 교수, Richard H. Friend 교수

부산 국립부경대학교 이보람 교수(물리학과) 연구팀이 세계적 과학 학술지인 <Joule> (IF=46.048) 표지에 총설 논문을 게재해 주목받고 있다.

<Joule>은 <Nature>, <Science>와 함께 세계 3대 저널로 알려진 <Cell>의 자매지 가운데 피인용지수(IF)가 가장 높은 에너지 분야 저널이다.

이 저널의 2월 15일자 표지를 이보람 교수 연구팀의 총설 논문 ‘Passivation strategies for mitigating defect challenges in halide perovskite light-emitting diodes’가 장식했다.

연구팀은 부경대 이보람 교수, Xinyu Shen 박사, 서울대 강기훈 교수, 영국 케임브리지대 Richard H. Friend 교수, Samuele D. Stranks 교수, 옥스포드대 Henry J. Snaith 교수 등 석학들로 구성됐다.

연구팀은 이 논문에서 현재 페로브스카이트 발광 다이오드(LEDs) 연구에서 극복해야 할 문제점과 해결책을 제시하고, 고효율, 고안정성 페로브스카이트 LEDs의 개발 연구를 촉진하고 있다. 특히 기존에 보고된 다양한 결함 패시베이션 전략을 네 가지 기본 원칙(이온 결합/배위 결합/수소 결합/코어-쉘 구조)과 이들의 시너지 다중 조합을 통해 체계적으로 검토, 정리해 제시한다.

금속 할라이드 페로브스카이트(MHP)는 높은 색 순도와 높은 광발광 양자 수율로 차세대 디스플레이 응용 분야에서 큰 잠재력을 인정받는 소재다.

페로브스카이트 소재는 기존 반도체 소재에 비해 결함 내성(defect tolerance)이 높은 것으로 알려졌지만 실제로는 페로브스카이트 소재를 박막화하는 과정에서 다양한 결함들이 발생하고, 전하 수송층과 페로브스카이트 소재 사이의 이종 계면에서도 결함이 발생해 LEDs의 소자 성능을 저하하는 한계가 있다.

소자 성능 저하를 방지하기 위해 많은 연구진이 다양한 결함 패시베이션 전략을 통해 페로브스카이트 LEDs의 성능을 지속적으로 향상해왔으며, 현재 상용화에 가까운 최대 28.9%에 이르는 외부양자효율이 보고돼 있다.

이보람 교수는 “이 논문이 광전자 장치에 대한 페로브스카이트의 더 큰 잠재력을 발견할 수 있는 산·학계의 참고 자료가 될 것으로 기대한다.”라고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 BrainLink 사업, 나노 및 소재기술개발사업, 신진연구, 중견연구, 중점연구소 등의 지원으로 수행됐다. <부경투데이>

△ 이보람 교수팀의 총설 논문 이미지가 실린 2월 15일자 <Joule> 표지.

A review article by research team with prof. Lee Bo-Ram from PKNU appeared on the cover of <Joule>, an international science journal

- research on development strategies for performance improvement of next-generation display ‘Perovskite LEDs’

Professor Lee Bo-Ram (Dept. of physics) and her research team from Pukyong National University published a review article on the cover of <Joule>(IF=46.048), an international science journal, drawing attention from the academic world.

<Joule> is a journal in the energy field with the highest citation index (IF) among the sister journals of <Cell>, known as one of the world's top three journals along with <Nature> and <Science>.

The cover of this journal, dated February 15th, was covered by the research team of professor Lee Bo-Ram’s review article, ‘Passivation strategies for mitigating defect challenges in halide perovskite light-emitting diodes’.

The research team is made up with great scholars such as professor Lee Bo-Ram and dr. Xinyu Shen from Pukyong National University, professor Kang Kee-Hoon from Seoul National University, professors Richard H. Friend and Samuele D. Stranks from university of Cambridge in England, and professor Henry J. Snaith from university of Oxford.

In this paper, the research team presents problems and solutions to be overcome in current research on perovskite LEDs, and promotes research on the development of perovskite LEDs that maintain high efficiency and high stability. Especially, various previously reported defect passivation strategies are systematically reviewed, summarized, and presented through four basic principles (ionic bonding, coordinate covalent bonding, hydrogen bonding, and core-shell structure) and their synergistic multiple combinations.

Metal halide perovskite (MHP) is a material with great potential for next-generation display applications due to its high color purity and high photoluminescence quantum yield.

Perovskite materials are known to have higher defect tolerance than conventional semiconductor materials, but in fact, various defects occur in the process of thinning perovskite materials. In addition, defects occur on multilayer between the electron transport layer and the perovskite material, which limits the device performance of LEDs.

To prevent device performance degradation, many researchers have continuously improved the performance of perovskite LEDs through various defect passivation strategies, and currently, external quantum efficiencies of up to 28.9%, which are close to commercialization, have been reported.

Professor Lee Bo-Ram said, “We expect that the results of this paper will serve as a reference for industry and academia to discover the greater potential of perovskite for photoelectronic devices.”

As for the research, it was carried out with support from the Ministry of science and ICT (MSIT) and the National research foundation's BrainLink project, nano and material technology development program, young researcher program, mid-career researcher program, and the key research institutes for universities support project. <Pukyong Today>