IBS “전도대에서 전자와 정공 결합의 1,000 조분의 1 단위로 처음 관찰”
[IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]
기초 과학 연구원 (IBS)은 조민형 (고려 대학교 화학과 교수) 연구팀이 분자 분광학 및 역학 연구 센터 장 (고려 대학교 화학과 교수)이 시간 분해 분광법을 사용하여 양자점 반도체의 성능.
양자점은 수 나노 미터 (nm · 10 억분의 1 미터)의 반도체 입자입니다.
높은 효율과 높은 광자 방출율로 인해 태양 전지, 반도체, 디스플레이 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.
양자점 기술의 핵심은 외부 에너지 (빛)에 의해 여기 된 전자가 정공 (전자가 사라진 공극)과 재결합하는 경로에 달려 있습니다.
여기 된 전자가 빛을 방출하지 않고 정공과 빠르게 결합하는 ‘오제 현상’은 양자점의 발광 효율을 낮추는 주요 원인이며 양자점 응용 분야에서 해결해야 할 과제로 간주됩니다.
여기 된 전자의 운동을 결정하기 위해 많은 분광학 연구가 수행되고 있지만 전자의 에너지 준위를 변경하는 과정이 복잡하여 관찰하기가 어려웠습니다.
연구팀은 펨토초 (1,000 조분의 1 초) 단위로 샘플을 분석 할 수있는 ‘펨토초 시간 분해 분광기’를 사용하여 양자점의 ‘전도대’에서 일어나는 복잡한 전자 전달 과정을 실시간으로 관찰한다. 성공적이었다.
관찰 결과 약 1 피코 초 (1 조분의 1 초) 내에 전자와 정공이 재결합하는 현상이 발견되었으며이를 ‘Intraband Auger Process’라고합니다.
기존 오제 현상은 전자로 채워진 ‘유효 대역’영역에서 발생하는 현상으로 전도대 영역에서 전자-정공 결합 과정이 밝혀진 것은 이번이 처음이다.
조민행 이사는 “전도대 내에서 전자 전이만을 선택적으로 관찰 한 결과 양자점 기술의 성능을 저하시키는 또 다른 요인을 발견했다”고 말했다. “반도체 양자 물질의 효율성 향상에 기여할 것입니다.”
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이 연구의 결과는 지난달 30 일 국제 학술지 ‘매터’온라인 판에 게재됐다.
연합 뉴스