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차세대 디스플레이 소자로 불리는 양자점을 이용한 양자점 발광 다이오드는 높은 색순도와 저렴한 공정 비용을 기반으로 연구되고 있다.
그러나 전자 주입에 따른 발광 효율 감소와 구동 수명 감소 등은 양자점 발광다이오드의 성공적인 상업화를 위해 해결해야 할 필수적인 요소다. 이를 위해 양자점 발광 다이오드 구동에 대한 근본적인 이해와 소자 효율 수명 개선에 필요한 세부적인 전하 전달 메커니즘 규명은 필수다.
연구팀은 서로 다른 양자점을 이중으로 적층해 발광층을 구성했다. 이중 발광층을 이용한 양자점 발광다이오드를 transient electroluminescence 와 transient photoluminescence 분석을 통해 전자 주입에 따른 소자 구동 메커니즘을 규명했다.
그 결과 전하의 주입 과정과 여기자(exiton) 재조합 과정을 가시화했다. 또 구동 중인 발광다이오드 내의 양자점 층에서 전자 이동도를 추정할 수 있었다.
아울러 발광효율을 감소시키는 exciton quenching과 fluorescence resonance energy transfer가 일어나는 비율을 정량적으로 측정할 수 있었다.
이번 연구는 한국연구재단의 기본연구(NRF-2020R1F1A1074263）및 대학중점연구소지원(2018R1A6A1A03025242)의 지원을 받아 수행됐다.
연구 결과는 소자 전문 저널인 와일리(WILEY) 출판의 스몰(Small, IF:15.2)에 게재됐다.
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