유기산 기반 Sn-Pb 페로브스카이트 나노결정 안정화

주석-납 혼합 페로브스카이트 나노결정(NCs)은 좁은 밴드갭과 낮은 독성으로 인해 광범위하게 연구되고 있으나, 고유한 표면 결함, 낮은 결정성, 그리고 Sn2+ 산화 문제로 인해 안정성과 활용성이 저해됩니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 다양한 카르복실 수와 배위 능력을 가진 네 가지 유기산(FA, OA, CA, EDTA)을 활용하여 MAPb0.5Sn0.5Br3 NCs를 합성하고, 카르복실 그룹의 조절 메커니즘을 규명했습니다. 카르복실 그룹은 Pb2+보다 Sn2+와 더 강하게 배위하여 NCs의 자가 조립을 조절하고 Sn2+ 산화를 억제합니다. 또한, 카르복실과 표면 Br- 간의 수소 결합은 질서 정연한 사슬/시트 자가 조립을 유도하고 결함 밀도를 감소시킵니다. 특히, 시트르산(CA)은 다중 카르복실 및 하이드록실 구조의 시너지 효과를 통해 균형 잡힌 표면 배위를 가능하게 하여 가장 우수한 변조 효과를 보였습니다. CA 처리된 NCs는 공기, 물, 에탄올, 열, 빛에 대한 탁월한 안정성을 나타냈습니다. 이러한 원본 및 CA 변형 NCs의 상이한 열 반응성을 활용하여 동적 암호화-복호화가 가능한 자극 반응형 광학 위조 방지 태그를 성공적으로 제작했습니다. 본 연구는 저결함 Sn-Pb 페로브스카이트 NCs를 얻는 효과적인 방법을 제시하며, 안정적인 광전자공학 및 첨단 위조 방지 분야로의 응용 가능성을 확장합니다.