청정신소재공학과 이윤호 교수 공동 연구팀이 원편광(Circularly Polarized Light, CPL)을 선택적으로 구별할 수 있는 고성능·고안정성 카이랄 페로브스카이트 광검출기 기술을 개발했습니다.

연구팀은 원자층 증착법(ALD)을 이용해 불화알루미늄(AlF3) 초박막을 카이랄 페로브스카이트 하부에 도입하는 새로운 계면 제어 기술을 개발했습니다. 이를 통해 페로브스카이트의 결정 성장과 결함 특성을 개선하고, 원편광에 대한 광학적 응답과 소자 안정성을 동시에 크게 향상시켰습니다.
 
개발된 카이랄 페로브스카이트는 기존 대비 CD g-factor가 약 3.8배, 원편광 발광 특성이 약 2배 향상되었으며, 광검출기의 원편광 구별 성능은 84% 증가했습니다. 특히 photocurrent g-factor 0.48을 기록하여 논문에서 비교한 기존 2차원 카이랄 페로브스카이트 기반 lateral-type 광검출기 중 가장 높은 수준의 성능을 달성했습니다. 또한 소자의 수명이 12시간에서 112시간으로 약 9.3배 향상되어 우수한 안정성까지 확보했습니다.

이번 연구에는 이윤호 교수 연구실 정수혜 학생이 (석·박사통합과정 1년차) 주저자로 참여했으며, 청정신소재공학과 이채빈(3학년), 이승주(3학년) 학생이 공저자로 참여하여 대학원생과 학부생이 함께 우수한 연구 성과를 창출했습니다.

이번 연구 성과는 국제학술지 [Small Methods] (IF8.7) 에 “Enhancing Chiroptical Selectivity and Device Stability of Chiral Perovskite Photodetectors Via Interfacial AlF₃ Passivation”이라는 제목으로 온라인 게재되었으며, 관련 핵심 기술에 대한 국내 특허 출원도 완료했습니다.

논문 주소: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.71019