Synthesis and Optical Properties of Quantum Dots

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental methods
4. Results and discussion
5. Conclusion
6. Reference

본문내용

1. Abstract
Quantum dot의 정의와 원리를 알고, CdSe의 quantum dot을 합성하여 입자의 크기에 따른 광학적 특성을 알아본다. CdSe quantum dot을 합성하며 일정한 시간 간격으로 추출하여 sample들을 얻고 이것들의 형광과 흡광을 측정하여 입자의 크기를 구하고 시간과 크기, 색상의 상관 관계에 대해 알아 본다. 이 때 각 sample의 농도가 시간에 따라 증가하는 것과 형광과 흡광 그래프의 peak를 포함한 곡선의 띠 넓이를 통해 크기 분포 또한 알 수 있다. 시간이 지날수록 결정이 커져 입자의 크기도 커지고, 입자의 크기가 커지면서 최대 흡수, 방출 파장의 크기가 커지고 따라서 색은 붉은 빛을 띄게 된다. 이것으로 입자의 크기가 커질수록 band gap은 줄어드는 것을 알 수 있다.

2. Introduction
Quantum dot (양자점)은 물질의 크기가 나노미터로 줄어들 경우 전기적 · 광학적 성질이 크게 변하는 입자를 말한다. 여기서 입자란 양자(quantum)를 나노미터단위로 합성시킨 반도체 결정이다.1) 이것은 입자의 크기에 따라 색깔 등의 광학적 특성이 크게 변하는데, 물질의 종류가 바뀌지 않고 크기의 변화만으로도 차이가 나타난다. 이러한 현상은 반도체 물질에서 더 잘 나타나는데, 양자점 반도체 결정에는 CdSe, CdS, PbSe, ZnO 등이 활용된다. 반도체 내의 conduction band(CB)의 전자들과 valence band(VB)의 hole 들은 공간적인 제약 없이 자유롭게 움직인다. 이 때 움직일 수 있는 모든 방향을 제한하게 되면 모든 방향에 대해 전자와 hole이 양자효과를 느껴 에너지 또한 불연속적인 값을 갖는다. 이런 양자점은 ‘particle in a box’ 개념을 통해 설명할 수 있는데, 양자점은 한정된 에너지를 갖는 box로 생각하고, particle은 양자점 안의 nanoparticle로 본다. 이는 0차원 구조로서 원자와 매우 유사한 성질을 가지게 된다. 이러한 특이하고 유용한 성질 때문에 기초적 물성 연구 및 다른 물질들과의 상화작용에 대한 연구가 활발하다.

참고 자료

시사상식사전, 박문각
http://toparadic.tistory.com/162
Core–shell semiconductor nanocrystal , Wikiwand
Yu W. W., et al. J. Chem. 2007
Winkelmann K., et al. J. Chem. Educ, 2007