Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professoren Young-Ki Kim und Yong-young Noh bei Postech hat eine bahnbrechende Methode zur Synthese von Perovskit-Nanokristallen (PNCs), einem Semikonduktor-Material der nächsten Generation, auf einheitlicher und effizienter entwickelt. Diese Studie wird erwartet, dass sie als wichtiger Durchbruch bei der Überwindung der Komplexität herkömmlicher Synthesemethoden und der Beschleunigung der Kommerzialisierung verschiedener optoelektronischer Geräte, wie z.
Diese Studie wurde von Professor Young-Ki Kim und Professor Yong-young Noh vom Department of Chemical Engineering bei Postech zusammen mit Ph.D. durchgeführt. Kandidat Jun-hyung IM, Dr. Myeonggeun Han (Samsung Electronics) und Dr. Jisoo Hong (Princeton University). Die Forschung wurde kürzlich in ‚veröffentlicht in‘ACS Nano‚, eine internationale Zeitschrift im Bereich der Nanotechnologie.
PNCs haben ein großes Potenzial in Solarzellen der nächsten Generation und hocheffizienten Anzeigen, da ihre Fähigkeit, Licht zu absorbieren und zu emittieren, auf der Grundlage der Partikelgröße und -form durch den „Quantenbeschränkungseffekt“ präzise gesteuert werden kann. Herkömmliche Methoden zur Synthese von PNCs wie „Hot-Injection“ und „ligandenunterstütztem Repecipitation (LARP)“ haben jedoch Einschränkungen bei der Erzeugung gleichmäßig großer und geformter Partikel aufgrund von Temperaturen mit hoher Synthese und komplexen experimentellen Bedingungen. Infolgedessen waren zusätzliche Verarbeitungsschritte erforderlich, um Partikel mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten, was wiederum die Produktivität und eingeschränkte industrielle Anwendungen verringerte.
Das Postech -Forschungsteam hat eine Synthesemethode entwickelt, die die Größe und Form von PNCs mithilfe eines „Flüssigkeitskristalls (LC)“ als Antisolvent in der LARP -Methode genau steuert. LC ist eine Zwischenphase der Materie, die sowohl flüssigartige fließende als auch kristallähnliche molekulare Langstreckenordnung besitzt. In LC -Phasen sind Moleküle auf eine bevorzugte Orientierung (definiert vom Direktor) ausgerichtet, die zu Elastizität führt. Wenn daher eine externe Kraft auf ein LC -Medium angewendet wird, werden LC -Moleküle neu ausgerichtet, wodurch erhebliche elastische Stämme erzeugt werden. Inspiriert von dieser Eigenschaft kontrollierte das Team das Wachstum von PNCs genau, indem er das Antisolvent in der herkömmlichen LARP -Methode durch LC einfach ersetzt und gleichzeitig die anderen Synthesebedingungen beibehalten hat. Die elastischen LCs -Stämme beschränkten das Wachstum von PNCs beim Erreichen der Extrapolationslänge (H) von LCs, die die Massenproduktion von gleichmäßig großen PNCs ermöglichen, ohne dass zusätzliche Reinigungsprozesse erforderlich sind.
Das Forschungsteam entdeckte auch, dass die Wechselwirkung zwischen Liganden, die an die Oberfläche von PNCs und LC -Molekülen binden, eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Oberflächendefekten spielt. Da LC-Moleküle eine lange, stäbeähnliche Struktur aufweisen, können Liganden zwischen ihnen dicht angeordnet werden. Infolgedessen binden Liganden während der Bildung von Nanokristallen dicht an die Oberfläche, wodurch die Oberflächendefekte minimiert und die Lumineszenzeigenschaften verbessert werden.
Professor Young-Ki Kim erklärte: „Die von unserem Forschungsteam entwickelte Synthesemethode ist mit vorhandenen Synthese-Techniken wie Ligandenaustausch und mikrofluidischer Synthese in hohem Maße kompatibel und wird die Leistung verschiedener optoelektronischer Geräte, einschließlich LEDs, Solarzellen, Laser, Laser, Verbesserung, verbessern und Fotodetektoren. “ Er erklärte auch: „Diese Technologie ermöglicht die groß angelegte Produktion von einheitlichen Hochleistungs-Nanokristallen bei Raumtemperatur und wir gehen davon aus, dass sie dazu beitragen wird, die Kommerzialisierung von optoelektronischen Geräten auf Nanokristalbasis zu beschleunigen.“
Diese Forschung wurde durch das Grundlagenforschungsprogramm (Hanwoomul-Phagi-Grundlagenforschung) und das Pionierprogramm für vielversprechende zukünftige Konvergenztechnologie der National Research Foundation of Korea (NRF) unterstützt.
