• Title/Summary/Keyword: 엑시톤

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Tris(2-phenylpyridine)iridium(III)를 사용하여 제작한 인광 유기발광소자의 삼중항 엑시톤 충돌을 억제하여 발광 효율을 증가시킨 유기발광소자

  • Kim, Jeong-Hwa;Kim, Dae-Hun;Chu, Dong-Cheol;Lee, Dae-Uk;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.320-320
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    • 2011
  • 차세대 디스플레이로 각광 받고 있는 유기발광소자는 빠른 응답속도, 넓은 시야각 및 얇은 두께로 제작이 가능한 장점들을 가지고 있으나, 고효율 유기발광소자를 제작하기 위하여 엑시톤 형성 효율을 증가시키고 형성된 엑시톤의 소멸을 감소시켜 발광 효율을 증진하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 유기발광소자의 발광 효율을 증진하기 위하여 소자의 구조에 대한 구조적 연구와 발광 물질에 대한 재료적 연구 등이 진행되고 있으며, 그 중에서 발광층에 사용하는 인광 물질은 삼중항 상태의 엑시톤을 광자로 천이할 수 있는 특성이 있어서 높은 발광 효율의 유기발광소자 제작이 가능하기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 인광 물질을 사용한 유기발광소자의 엑시톤 수명이 형광 물질을 사용한 유기발광소자의 엑시톤 수명보다 길기 때문에, 인광 물질을 사용한 유기발광소자에서 형성된 삼중항 엑시톤끼리 서로 충돌하여 소멸될 확률이 높아지는 문제점이 있다. 또한, 인광물질을 사용한 유기발광소자 동작시에 높은 전류 영역에서 삼중항 엑시톤 형성 양이 많아서 삼중항 엑시톤 소멸 확률이 증가하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 고효율 유기발광소자를 제작하기 위하여 유기발광소자의 발광층으로 인광 호스트 물질에 iridium을 포함한 중금속 착화합물 계열의 녹색 인광 도펀트 물질인 tris(2-phenylpyridine) iridium(III) ($Ir(ppy)_3$)를 도핑하였다. 제작된 유기발광소자는 전류 증가에 따른 삼중항 엑시톤 충돌로 인한 발광 효율 감소를 억제하기 위하여 인광 도펀트인 $Ir(ppy)_3$와 같은 lowest unoccupied molecular orbital 준위를 가지는 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline 전자 수송층을 사용하였다. 전기적 및 광학적 특성 분석 결과 제작된 유기발광소자에서 삼중항 엑시톤 소멸을 최소화하여 발광 효율이 증가한 것을 확인하였다. 본 실험의 결과는 $Ir(ppy)_3$을 도핑한 녹색 인광 유기발광소자의 삼중항 엑시톤 충돌을 억제하여 유기발광소자의 발광 효율을 증진하는 메커니즘을 이해하는데 중요하다.

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Exciton reflection and $A_{EP}$ line of 2H-$PbI_2$ single crystal (2H-$PbI_2$ 단결정의 엑시톤 반사 및 $A_{EP}$선에 관한 연구)

  • 김현철;송인걸;유종인;유연석;나훈균
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.7 no.3
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    • pp.227-231
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    • 1996
  • The reflection spectrum of a $2H-PbI_2$ single crystal grown by vapour phase method were measured at 10 K near the fundamental absorption edge. The n= 1,2,3 Wannier exciton series and $A_{EP}$ reflection line were obtained from the reflection spectrum. Based on the 2nd phonon energy in the Raman spectrum, which is different from Nagamune's report, we suggest that $A_{EP}$ line is due to the bound state between the n=2 exciton and the 2nd phonon which surmise that this is LO phnon due to the second Raman process. The L-T splitting energy of n=1 exciton line was 6.56 meV and was consistent with the emission spectrum. The temperature dependence of the reflection spectrum showed that n=1 exciton peak was shifted to longer wavelength while, as the temperatre is raised, the sharpness of that with the increase of the L-T splitting energy decrease. From Wannier exiton series, the exciton binding energy and exciton radius was 30 meV and 14$\AA$, respectively.

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Dephasing of continuum transitions induced by an electric field in semiconductor superlattices (초격자 반도체에서 전기장에 의한 Continuum Transitions들의 Dephasing)

  • 제구출;박승한
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.26-27
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    • 2000
  • 층 성장 방향으로 정전기장을 걸어준 GaAs/AlGaAs 초격자 반도체에서, 두 개의 100 fs 광학 펄스에 의해 생성된 four-wave-mixing(FWM) 신호의 dephasing 현상을 반도체 블록 방정식을 사용해서 분석하고자 한다. 이 FWM 신호의 이완은 전하-전하와 전하-포논 충돌과 같은 phase-breaking 충돌 과정들에 의해서 야기되는 비선형적인 광분극의 dephasing에 의해서 결정되어 진다.$^{(1)}$ 이 비선형적인 광분극은 펄스들에 의해서 동시에 여기되어 나타나는 자유전하 분극과 엑시톤 분극으로 구성되는데, 이 두 분극의 이완시간 특성은 서로 다른 거동을 보인다.$^{(2,3)}$ GaAs/AlGaAs 초격자 반도체에서 이 자유 전하 분극의 dephasing이 엑시톤 분극의 dephasing 보다 훨씬 빠르게 일어나고, 엑시톤이 자유 전하의 특성을 갖게 될수록, 즉 온도가 높을수록 또 엑시톤이 3차원의 특성을 가질수록 이 dephasing은 빠르게 일어난다.$^{(4)}$ (중략)

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Thermal dissociation of excitons bound to neutral acceptors in CdTe single crystal (CdTe 단결정에서 중성 받게에 구속된 엑시톤의 열 해리)

  • 박효열
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.10 no.3
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    • pp.185-188
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    • 2000
  • The dissociation of excitons bounds to neutral accepter in CdTe single crystal was investigated by measurement of temperature dependence of the photoluminescence spectra. The binding energies of CdTe single crystal were determined by PL spectrum at 12K. The free exciton (X) binding energy, the exciton binding energy on neutral donor ($D^{\circ}$, X), and the exciton binding energy on neutral acceptor ($A^{\circ}$, X) were 10 meV, 3.49 meV, and 7.17 meV respectively. From the value of activation energy of ($A^{\circ}$, X), we could show that the dissociation of ($A^{\circ}$, X) is attributed to free exciton.

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Growth and characterization of the high quality ZnTe epilayers for opto-electronic devices (광전소자를 위한 고품질 ZnTe 단결정 박막의 성장과 특성)

  • 정양준;김대중;유영문;최용대
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.13 no.3
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    • pp.127-131
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    • 2003
  • High quality zincblende ZnTe(100) epilayers have been grown on semi-insulating $CaAs(100\pm2^{\circ})$substrate by hot-wall epitaxy. To grow high quality ZnTe epilayers, the growth temperature dependence of the surface topography, the growth rate, and the crystalline properties were investigated. From the photoluminescence measured at 10 K, the light hole and heavy hole free exciton emissions splitted by thermal tensile strain were observed and their first excited state emissions were also measured. The low temperature doublet of the heavy hole free exciton is because of the energy separation between longitudinal exciton and transverse exciton due to exciton-polariton coupling.

불순물을 첨가한 호스트 발광층을 가진 청색 유기발광소자의 발광효율 증진

  • Bang, Hyeon-Seong;Chu, Dong-Cheol;Kim, Tae-Hwan;Seo, Ji-Hyeon;Kim, Yeong-Gwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.421-421
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    • 2010
  • 적색과 녹색 유기발광소자 보다 청색 유기발광소자는 상대적으로 발광 효율이 낮고 색 순도가 낮으며 수명이 짧은 이유로 유기발광소자를 이용한 전색 디스플레이 패널 구현에 많은 어려움이 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 청색 유기발광 소자의 발광 효율을 향상하기 위한 방법으로 기존의 제작되는 불순물이 첨가된 단일 발광 호스트층을 이용한 유기발광소자와는 다르게 불순물이 첨가된 혼합된 발광 호스트층으로 구성된 발광 기능층을 가진 유기발광소자의 전기적 성질과 광학적 성질에 대한 연구를 하였다. 본 연구에서는 1.3-Bis(carbazol-9-yl)benzene 인광 호스트 유기화합물과 5%의 3-Tert-butyl-9,10-di(naphtha-2-yl)anthracene 형광 호스트 유기화합물을 혼합된 발광 기능층으로 적용하고 8%의 bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl-l) iridiumIII 인광 불순물을 첨가한 청색 유기발광소자와 5%의 4,4'-Bis[4-(diphenylamino)styryl] biphenyl (BDAVBi) 형광 불순물을 첨가한 청색 유기발광소자를 제작하여 전기적 성질과 광학적 성질을 비교하였다. 형광 불순물인 BDAVBi를 첨가하여 제작된 청색 유기발광소자는 전류밀도 $20\;mA/cm^2$에서 5.78 cd/A의 발광 효율을 구현하였다. 대역폭이 큰 인광 호스트 물질에서 형성된 엑시톤이 효율적으로 대역폭이 상대적으로 작은 형광 호스트로의 에너지 전달이 일어나고 형광 호스트에서 형성된 엑시톤이 대역폭이 더 작은 형광 불순물로의 에너지 전달이 효율적으로 전달 됨을 알 수 있다. 인광 호스트에서 형성된 엑시톤이 중간 과정을 거치지 않고 바로 형광 불순물로의 에너지 전달이 형성되어 주입된 캐리어가 기존의 소자보다 에너지 전달 과정을 거쳐 다수의 엑시톤이 소멸하지 않고 발광에 기여하여 상대적으로 전류가 작게 흐르고 다량의 엑시톤이 외부로 추출되어 효율이 증가하였다. 전계 발광 스펙트럼 분석에서 메인 피크가 467 nm 영역에서 형성되지만 불순물에 의한 부 피크가 491 nm 영역에서 형성되어 시각계 곡선과 중첩되는 영역을 추가로 형성하여 효율이 증가하게 되는 것을 알 수 있었다. 그러므로 불순물이 첨가된 혼합된 호스트 발광층을 적용한 유기발광소자는 높은 발광 효율을 가지는 청색 유기발 광소자 디스플레이 패널 제작 가능성을 제공하고 있다.

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The Study on Optical Properties of ZnSe Nanocrystallite Quantum Dots (ZnSe 반도체 양자점의 광학적 성질 연구)

  • 최문구;임상엽;제구출;전영욱;천진우;박승한
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.08a
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    • pp.254-255
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    • 2000
  • 반도체 양자점은 수 백 개에서 수 만 개에 이르는 원자들로 이루어진 미세한 결정 구조로써 독특한 물성들을 나타내므로 많은 연구가 이루어지고 있다. 양자점은 전자와 양공을 공간적으로 구속하는 양자효과에 의하여 양자점의 크기가 엑시톤의 보어 반지름보다 작아질수록 띠간격 에너지가 청색 편이하고 엑시톤의 결합 에너지가 증가하며 에너지 전이가 불연속이 되어 진동자 세기가 집중되는 등 광학적인 성질이 크게 변화하게 된다. 이미 반도체 양자우물 구조의 연구에서 나타나듯이 차원이 더욱 감소된 양자점에서는 엑시톤의 광학적 비선형성이 증가할 것으로 기대되어 유리 조직 내에 첨가시킨 반도체 미세구조나 박막 생장 기법에 의한 자발 형성 양자점, 화학적인 방법으로 얻어지는 용액상의 콜로이드등 다양한 방법들로 반도체 양자점을 제작하고 있다. 특히 양자점의 크기 분포, 모양 조절 및 양자점의 규칙적인 배열 등은 양자점의 기본적인 물성 탐구에 있어서 뿐 아니라 기능성 소자로의 응용에 있어서 잠재성이 크기 때문에 다양한 연구들이 이루어지고 있다. (중략)

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The Properties of Photoluminescience and Growth of $CdIn_2Te_4$ Single Crystal ($CdIn_2Te_4$ 단결정 성장과 광발광 특성)

  • 이상열;홍광준
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.03a
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    • pp.82-82
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    • 2003
  • p-CdI $n_2$T $e_4$ 단결정을 Bridgeman법으로 3단 수직 전기로에서 성장하였다. 성장된 결정의 결정성은 X선 회절과 광발광 측정으로 조사하였다 막 성장된(as-grown) 결정과 여러 열처리 CdI $n_2$T $e_4$ 결정들의 광발광 스펙트럼 측정으로부터 CdI $n_2$T $e_4$:Cd 광발광에서는 중성 주개 bound 엑시톤 ( $D^{\circ}$,X)가 우세함을 발견하였고 반면에 CdI $n_2$T $e_4$:Cd 광발광에서는 중성 받개 bound 엑시톤 ( $A^{\circ}$,X)가 완전히 사라졌다. 더우기, CdI $n_2$T $e_4$:Te의 광발광 스펙트럼에서 중성 받개 bound 엑시톤 ( $A^{\circ}$,X) 발광은 막 성장된 CdI $n_2$T $e_4$결정에서처럼 우세하였다. 이러한 결과들은 ( $D^{\circ}$,X)가 주개로써 작용하는 $V_{Te}$ ,와 관련이 있고, ( $A^{\circ}$,X)는 받개로 작용하는 $V_{cd}$와 관련이 있음을 가리킨다. p-CdI $n_2$T $e_4$ 결정은 Cd 증기 분위기에서 열처리한 후에는 n형으로 type conversion이 된다는 것을 알았다. 중성 주개-받개 bound 엑시톤 ( $D^{\circ}$, $A^{\circ}$)과 이들의 TO 포논 복제의 발광은 $V_{Te}$ 나 C $d_{int}$와 같은 주개들과 $V_{cd}$ 또는 T $e_{int}$와 같은 받개들 사이의 상호 작용과 관련이 있다. 또한, CdI $n_2$T $e_4$에서 In은 안정된 결합의 형태로 있기 때문에 자연 결함의 형성에는 관련이 없음을 알았다 알았다았다았다

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Growth and photoluminescence of the strained ZnTe/ZnMnTe single quantum well (스트레인을 받는 ZnTe/ZnMnTe 단일양자우물의 성장과 광발광 특성)

    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.12 no.6
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    • pp.269-269
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    • 2002
  • ZnTe/ZnMnTe single quantum well of high quality was grown by hot-wall epitaxy, in which ZnMnTe layer was used as a barrier. It was found that ZnTe well layer was under severe strain. Very sharp luminescent peaks of the heavy-hole exciton (el-hhl) and the light-hole exciton (el-lhl) were observed from the photoluminescence (PL) measurement. As the well layer thickness increases, the peaks associated with excitons of (el-hhl) and (el-lhl) were shifted toward the lower energy side. The temperature dependence of the PL peak intensity was well explained by the thermal activation theory.

Growth and photoluminescence of the strained ZnTe/ZnMnTe single quantum well (스트레인을 받는 ZnTe/ZnMnTe 단일양자우물의 성장과 광발광 특성)

  • 최용대
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.12 no.6
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    • pp.267-271
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    • 2002
  • ZnTe/ZnMnTe single quantum well of high quality was grown by hot-wall epitaxy, in which ZnMnTe layer was used as a barrier. It was found that ZnTe well layer was under severe strain. Very sharp luminescent peaks of the heavy-hole exciton (el-hhl) and the light-hole exciton (el-lhl) were observed from the photoluminescence (PL) measurement. As the well layer thickness increases, the peaks associated with excitons of (el-hhl) and (el-lhl) were shifted toward the lower energy side. The temperature dependence of the PL peak intensity was well explained by the thermal activation theory.