페로브스카이트는 우수한 광전 특성으로 인해 디스플레이 및 조명 분야에서 잠재적인 응용 가치를 가지고 있다. 중금속 Pb 함량을 줄이기 위해 본 논문에서는 게르마늄 이온(Ge²⁺)으로 Pb²⁺를 부분 대체하여 합금화를 수행하였고, 전기 발광 성능을 향상시키는 방안을 탐구하였다. 게르마늄 합금화는 페로브스카이트의 톨러런스 팩터를 1에 가깝게 만들어 장치의 발광 안정성을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 결과는 일정한 수분 및 산소 조건에서 게르마늄 합금 페로브스카이트 박막의 광발광 성능이 크게 향상될 수 있으며, 장치의 발광 안정성도 동시에 향상됨을 보여준다. 이는 수분과 산소의 공동 작용으로 합금 페로브스카이트 표면에 GeO₂가 형성되어 박막 표면 결함을 어느 정도 수동화하고, 수분과 산소의 추가 침투를 막기 때문으로 보인다. 얻어진 녹색 PeLED 장치의 최대 외부 양자 효율(EQE_max)은 11.8%이며, 휘도는 8×10³ cd/m², 비합금 장치에 비해 발광 수명이 3배 연장되었고, 초기 휘도 100 cd/m²에서의 안정성 T₅₀은 약 2시간에서 약 6시간으로 향상되었다. 이는 현재 문헌에서 보고된 게르마늄 합금 페로브스카이트 발광 다이오드 중 가장 긴 발광 수명이다.

게르마늄 합금 페로브스카이트;수분 산소 처리;발광 다이오드;발광 안정성