EXP 1. Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum Dots

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental Method
3. Results & Discussion
5. Conclusion
6. Reference

본문내용

1. Abstract
양자점(Quantum dot)은 bulk 물질과 비교하여 매우 상이한 광학, 전기 및 표면 성질을 보이는데 그 중에서도 CdSe는 양자 구속 효과(quantum confinement effect)에 의해 흡수화 방출 파장이 조절되고 높은 양자효율을 가지며 가시영역의 빛을 낼 수 있는 대표적인 소재이다. Bulk 상태에서 nano 크기로 작아짐에 따라 에너지 준위가 양자화되고 양자구속 효과에 의해 valence band와 conduction band간의 에너지 gap이 늘어나 흡수 및 발광 파장의 변화를 유도하게 된다. 본 실험에서는 CdSe의 양자점을 합성하여 색 변화에 따른 크기 변화를 직접 계산해보고 그에 따른 광학적 특성을 알아본다.

2. Introduction
보통 bulk의 반도체 상의 전자 에너지 상태는 띠 이론(band theory)에 의하여 설명된다. 고체를 구성하고 있는 무한히 많은 원자는 각각 원자의 에너지 준위가 매우 가까이 접근되어 있어 결합을 나타내는 분자궤도 함수의 에너지 준위들은 연속되어 있는 것처럼 생각할 수 있는데, 이것을 에너지 띠(band)라고 부른다. 원자가 결합하여 분자가 될 때 결합 궤도함수와 반결합 궤도함수가 생성되는 것과 마찬가지로 고체의 띠도 결합 띠와 반결합 띠가 형성된다. 그리고 반도체는 가장 높은 채워진 결합 띠를 원자가띠(valence band)라 하고 가장 낮은 안 채워진 반결합 띠를 전도 띠(conduction band)라고 한다. 그리고 두 띠 사이의 에너지 차이를 띠 간격(band gap, Eg)이라고 한다. 이것은 보통 작은 분자의 HOMO-LUMO(Highest Occupied Molecular Orbital-Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 차이와 같은 개념에 해당한다.
그러나, 작은 나노 반도체 입자(지름 20~100nm 정도)의 경우, bulk와는 다른 광학적 성질을 보인다. 입자의 크기가 작아짐에 따라 다음의 두 가지 광학적 효과를 관찰할 수 있다(Fig.1).

참고 자료

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수업 자료(화실기)
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