Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum Dots

소개글

이화여자대학교 화학실험기법2에서 A+를 받은 레포트입니다.
2019년 가을학기의 화학실험기법2의 경우 화학실험기법1보다 채점 기준이 까다로웠으며 매 실험 전에 치루는 퀴즈를 잘 보셔야 합니다.

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Methods for Experiment
4. Results and Discussion
5. Conclusion
6. References

본문내용

Abstract
CdSe 화합물 반도체는 입자의 크기에 따라 발광특성이 달라지는데, 자외선을 쪼이면 입자의 크기에 따라 다른 색의 가시광을 발산하는 것으로 알려져 있다. 본 실험에서는 고온에서 CdO와 Se 전구체 용액의 열분해를 통해 양자점인 CdSe 반도체 나노 크리스탈 입자가 포함된 단순분산계의 콜로이드를 생성했으며, 반응 시간 10, 30, 150, 330, 510초에서의 샘플을 각 1mL씩 채취했다. 반응 시간이 길어질수록 합성된 나노입자의 크기는 커지는데, 샘플들의 흡광도와 400nm excitation 파장에서의 발광을 측정한 결과 더 오래 반응을 진행시킨 샘플일수록 최대 흡광 및 발광 파장이 크게 나타났으며, 이는 UV 램프 하에서 샘플의 색상이 점점 더 붉게 나타나는 결과와 일치했다.

Introduction
반도체 입자는 형광을 통해 발색한다. 본 실험에서 합성된 CdSe 반도체 나노입자에 자외선을 쪼였을 때 색깔이 관찰되는 것은 물질이 빛 에너지를 흡수하여 열을 내지 않고 빛을 발산하는 광 발광(photoluminescence)에 해당한다. 물질의 크기가 수~수십 나노미터 단위로 줄어들 경우 입자의 크기에 따라 전기적, 광학적 성질이 크게 변하는데, 이러한 반도체 나노입자를 양자점(quantum dot, QD)라고 한다. 양자점이 크기에 따라 다른 파장의 가시광을 방출하는 것은 molecular orbital(MO)의 관점 또는 양자국한효과에 의한 관점으로 설명할 수 있다. 그림 1에 표현된 것과 같이 물질에서 원자의 개수가 많을수록 생성되는 MO의 개수가 많아지며, 인접한 분자오비탈의 간격이 점점 좁아져 띠를 형성한다. 따라서 벌크 물질의 에너지 준위는 antibonding MO가 모여 상대적으로 높은 에너지준위의 전도대(condu- ction band)와, bonding MO가 모여 상대적으로 낮은 에너지준위의 가전자대(valence band)로 나뉨

참고 자료

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