준2차원(Q-2D) 할라이드 납 페로브스카이트는 2차원(2D) 페로브스카이트의 높은 안정성과 3차원(3D) 페로브스카이트의 높은 광흡수 효율을 모두 갖추어 많은 관심을 받고 있다. 그러나 Q-2D 할라이드 납 페로브스카이트의 발광 효율은 보통 낮고 납의 독성을 가지고 있다. 본 연구에서는 간단한 실온 역용매법을 사용하여 Mn²⁺ 도핑된 Q-2D 할라이드 납 페로브스카이트 물질인 PEA₂MAPb₂Br₇∶Mn(PEA: 페닐에틸아민; MA: 메틸아민)을 합성하였다. 365 nm 자외선 조사 시, Mn²⁺ 도핑된 Q-2D 페로브스카이트는 밝은 주황색 발광을 나타낸다. 발광 스펙트럼은 약한 엑시톤 발광 피크와 610 nm 위치의 강한 주황색 발광 피크를 보여주며, 이는 Mn²⁺의 특징적인 발광 피크에 속한다. 광발광 양자 효율(PLQY)은 Mn²⁺ 도핑 전 1.49%에서 50.25%로 증가하였으며, 이는 Mn²⁺ 도핑이 3D 페로브스카이트 성장을 억제하여 2D상의 비율을 높였기 때문이다; 2D 구조는 뚜렷한 양자 제한 효과를 가지므로 전자 상태 및 정공 상태의 에너지 준위 밀도가 증가하여 숙주와 Mn²⁺ 간의 에너지 전달 효율을 효과적으로 향상시킨다. 본 연구는 이온 도핑을 통한 Q-2D 상 구조 및 에너지 전달 조절 전략을 탐구하여, 파장 조절 가능하고 고발광 효율을 갖는 할라이드 페로브스카이트 연구에 참고가 된다.

준2차원 페로브스카이트; Mn²⁺ 도핑; 발광 특성