할라이드 페로브스카이트의 분극성 쌍정벽

할라이드 페로브스카이트는 차세대 태양전지, 레이저, X선 검출기 분야에서 유망한 소재로 주목받고 있습니다. 일부 광활성 할라이드 페로브스카이트의 강유전성 여부와 벌크 광전 효과를 활용한 태양전지 성능 향상 가능성에 대한 논의가 활발합니다. 본 연구에서는 저선량 주사 투과 전자 현미경을 사용하여 증착된 CsPbI3 박막 내 {110} 및 {112} 면에 평행한 강탄성 쌍정벽을 확인했습니다. 놀랍게도, CsPbI3가 중심대칭 비극성 물질임에도 불구하고 {110} 쌍정벽에서 Pb 원자의 이동이 국부적인 강유전성 유사 분극을 유도하는 것을 직접 관찰했습니다. 이러한 분극성 쌍정벽은 비극성 페로브스카이트 격자 내에 약 30~50nm 간격으로 내재된 나노스케일 계면 배열을 형성합니다. 반면, {112} 쌍정벽에서는 Pb의 극성 변위는 나타나지 않았지만, 팔면체 기울어짐과 Cs 원자의 비중심 변위를 강하게 억제하여 다른 구조적 자유도를 보여주었습니다. 이러한 발견은 할라이드 페로브스카이트 반도체에서 이전에 숨겨져 있던 나노스케일 분극 현상을 밝혀냈습니다. 이는 도메인 벽 공학을 통해 전도도 및 광전 특성을 향상시킬 수 있는 새로운 기회를 제공합니다.