2차원(2D) 적층 페로브스카이트는 높은 구조적 안정성과 유리한 광전자 특성을 갖는 반도체 소재로서의 잠재력 때문에 페로브스카이트 연구 분야에서 상당한 관심을 받아왔다. 여러 후보들 중에서도 이질양이온(diammonium) 유기 스페이서를 포함하는 2D Dion–Jacobson(DJ) 페로브스카이트는 뛰어난 안정성으로 두드러진다. 이러한 안정성은 스페이서의 견고한 수소 결합에 기인하며, 그 결과 무기 팔면체 케이지 층 사이의 거리가 더 짧아진다. 본 연구에서는 3-(aminomethyl)piperidinium tin iodide (3AMPSnI4) 및 4-(aminomethyl)piperidinium tin iodide (4AMPSnI4)를 도입함으로써 Sn2+ 페로브스카이트 박막 트랜지스터에서 2D DJ 페로브스카이트의 주목할 만한 구조적 안정성을 규명하고자 하였다. 아미노메틸기의 위치가 달라짐에 따라 결정 격자의 왜곡 정도가 결정되며, 이는 각 시료의 광학 및 전기적 특성에 영향을 미친다. 비교적 낮은 왜곡을 보이는 3AMPSnI4는 10배 증가된 전계효과 이동도(field-effect mobility)와, 입자 크기가 10 μm를 초과하고 밴드갭이 더 좁은 고품질 박막을 통해 온/오프 전류비(on/off current ratio)가 2자릿수(2 orders of magnitude) 향상된 트랜지스터 성능을 나타낸다. 또한, 실온 대기 공기 노출 하에서의 박막 및 소자의 안정성 역시 현저히 개선되어, 2D DJ 페로브스카이트는 24 h를 초과하는 동안 결정 구조를 유지하며, 이는 2D Ruddlesden–Popper 페로브스카이트에 비해 주목할 만한 향상이다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.