Mechanically Robust and Luminescent Bicontinuous Composite Lattices Based on FAPbBr₃Powder Fabricated via DLP 3D Printing = DLP 3D 프린팅을 이용한 FAPbBr₃ 파우더 기반의 기계적으로 견고하고 발광 특성을 갖는 복합 격자 구조체 제작|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 할라이드 페로브스카이트(FAPbBr₃)와 광경화성 폴리머를 복합화한 3차원(3D) 발광 구조체를 디지털 광 처리(Digital Light Processing, DLP) 기반 3D 프린팅 기술로 제조하고, 그 광학적 및 기계적 성능을 정량적으로 평가하였다. 기존 페로브스카이트 연구가 주로 2차원 박막에 국한되어 있었던 반면, 본 연구는 복합체 기반의 자립형 3D 구조체로 확장함으로써 기계적 안정성과 환경 내구성을 동시에 확보하고자 하였다.
제작된 복합체는 페로브스카이트 함량(0.1–5.0 wt%) 및 구조 두께(0.1–5.0 mm)를 변화시키며 PL(광발광) 스펙트럼 및 휘도를 분석하였고, Beer-Lambert 법칙에 따른 광 손실 메커니즘을 기반으로 최적의 발광 조건을 도출하였다. 그 결과, 0.5 wt% 함량 및 0.5 mm 두께 조건에서 최대 PL 세기와 발광 효율이 관찰되었으며, 이는 양자 구속 효과와 표면 리간드 처리에 따른 결정 결함 억제에 기인한 것으로 분석되었다. 격자 구조(FCC, BCC, Kelvin, Octet)를 도입한 3D 구조체는 모두 벌크 구조 대비 향상된 휘도를 보였으며, 특히 FCC 구조에서 가장 높은 광 출력이 확인되었다.
기계적 특성은 압축시험을 통해 평가되었으며, 페로브스카이트 함량 증가에 따라 압축 강도와 인성이 함께 증가하는 경향을 보였다. 특히 0.5–1.0 wt% 구간에서 기계적 성능과 광학 성능이 모두 우수하게 나타나, 응용 목적에 따라 조성을 튜닝할 수 있는 가능성을 제시하였다. 또한, 표면 리간드 처리를 통해 복합체 내 입자 분산성 및 계면 접착력이 향상되어 기계적 강화 효과가 뚜렷하게 나타났다.
본 연구는 3D 프린팅 기반 페로브스카이트/폴리머 복합체의 제조 가능성과 그 광·기계적 통합 최적화 가능성을 실험적으로 입증하였으며, 향후 맞춤형 발광 구조체, 광센서, 디스플레이 및 광전자 소자 등 다양한 분야로의 확장 가능성을 보여주었다. 기존 2D 박막 기반 한계를 극복하고, 구조적 설계 자유도와 내구성, 발광 기능을 겸비한 새로운 광전자 플랫폼으로서의 잠재력을 제시한다.

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본 연구는 할라이드 페로브스카이트(FAPbBr₃)와 광경화성 폴리머를 복합화한 3차원(3D) 발광 구조체를 디지털 광 처리(Digital Light Processing, DLP) 기반 3D 프린팅 기술로 제조하고, 그 광학적 및 기...

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