양자점은 좁은 대역폭, 조절 가능한 파장, 용액 기반 공정과의 호환성 등 뛰어난 광전자 특성을 지닌다. 그러나 전기발광(electroluminescence) 모드에서 효율적이고 안정적으로 동작하기 위해서는 여러 현안이 해결되어야 한다. 특히, 소자 치수가 감소함에 따라 차세대 양자점 발광다이오드(QLED) 소자에서는 더 높은 전기장을 가할 수 있으며, 이는 소자 성능을 추가로 저하시킬 수 있다. 본 연구에서는 주사 탐침 현미경(scanning probe microscopy, SPM)과 투과 전자 현미경(transmission electron microscopy, TEM)을 사용하여 고전기장이 QLED 소자에 유발하는 열화 현상을 체계적으로 분석하였다. 원자힘 현미경(atomic force microscopy, AFM) 팁을 이용하여 QLED 소자의 표면에 국소 고전기장을 인가하고, 켈빈 프로브 포스 현미경(Kelvin probe force microscopy) 모드에서 형태학적 변화와 일함수 변화를 조사하였다. SPM 실험 후에는 AFM 팁의 전기장 영향으로 열화된 동일 시료 영역에 대해 TEM 측정을 수행하였다. 그 결과, QLED 소자는 높은 전기장에 의해 기계적으로 열화될 수 있으며, 열화 영역에서 일함수 변화가 유의미하게 나타남을 확인하였다. 또한 TEM 측정은 In 이온이 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 바닥 전극에서 QLED 소자의 상부로 이동함을 보여주었다. ITO 바닥 전극 역시 현저하게 변형되며, 이는 일함수 변이를 유발할 수 있다. 본 연구에서 채택한 체계적인 접근은 다양한 광전자 소자의 열화 현상을 규명하기 위한 적절한 방법론을 제공할 수 있다.

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