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전자소재, 특히 HTL(HoleTransportLayer)과 HIL(HoleI njectionLayer)과 같은 유기전자재료는 단순한 합성기술만으로 완성되지 않으며, 전자이동 특성, 에너지 준위 정렬, 열적·광학적 안정성 등을 동시에 고려해야 하는 고난이도 융합영역입니다.
이러한 경험은 HTL/HIL 소재 개발에서 요구되는 핵심역량과 맞닿아 있다고 생각합니다.
HTL/HIL 소재 개발에서도 유기소자의 복잡한 계면과 다층 구조는 항상 예측 밖의 결과를 만들어낼 수 있습니다.
HTL/HIL 소재 개발 시 가장 중요하게 생각하는 설계인자는 무엇인가요?
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저는 이 문제를 해결하기 위해 자발적으로 TF팀을 꾸려 각 장비 별 사용 경험이 있는 실험실 구성원들과 협업해, 한글 매뉴얼을 제작했습니다.
전기화학적 분석에서는 문제없는 HOMO 준위가 도출되었지만, 실제 소자에서는 캐리어 수송이 이루어지지 않았습니다.
가장 먼저 소자 제작 공정에 주목해 진 공 증착 조건, 박막두께 편차, 계면 형성과정 등 공정변수의 영향을 정리하기 시작했고, 이후 광학분석에서 계면 비정질 구조로 인한 에너지장벽이 형성되었음을 추정하게 되었습니다.
이를 해결하기 위해 계면 처리용 HIL 소재를 변경하고, 증착 온도를 조절하는 방식으로 실험을 재설계하였고, 그 결과 이전보다 3배 이상 개선된 전류 밀도와 휘도를 확보할 수 있었습니다.
HTL/HIL 소재 개발에서도 유기소자의 복잡한 계면과 다층 구조는 항상 예측 밖의 결과를 만들어낼 수 있습니다.
저는 이처럼 불확실성을 두려워하지 않고, 구조-성능간의 상관관계를 체계적으로 해석하고 문제 해결을 설계해 나가는 연구 자입니다.
HIL(HoleI njectionLayer)는 애노드에서 정공을 효율적으로 주입하기 위한 층으로, 전극과 HTL 간의 접촉 특성과 에너지 준위매칭이 핵심입니다.
즉, HIL은 주입의 효율성, HTL은 전달의 연속성이 중요하며, 계면정렬과 소재 설계가 각각 다르게 접근됩니다. |
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2025.04.30
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