Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum Dots

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목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental Section
4. Results and Discussion
5. Conclusions
6. References

본문내용

Abstract
물질이 bulk상태에서 nano크기로 작아지면 에너지준위가 양자화되면서 양자구속효과에 의해 HOMO와 LUMO사이의 밴드갭이 늘어나 흡수 및 발광 파장에 변화가 생긴다. 이러한 물질을 양자점(Quantum dot)이라 하며 bulk 물질과 다른 특이한 광학, 전기 및 표면 성질을 보이는데, 그 중에서도 본 실험에서는 CdSe의 양자점을 합성하였다. 반응온도와 시간에 차이를 두면서 양자점의 크기를 조절하고 room light와 UV-illumination에서의 색 변화에 따른 크기 변화를 직접 계산해보고 그에 따른 광학적 특성을 알아본다. 또한, HWHM과 FWHM의 계산을 통해 반응에 따른 peak의 bandwidth를 확인하고 그것에 대한 의미를 알아본다.

Introduction
양자점은 반도체 나노입자로 정의할 수 있다. 양자점은 분자 오비탈의 관점에서, 그리고 양자구속 효과로 설명할 수 있다. 우선 분자 오비탈의 관점에서 보면, 오비탈이 상호작용을 할 때 서로 중첩되어서 안정적인 구조와 불안정한 구조가 생긴다. 상호작용하는 오비탈의 수에 따라 안정한 오비탈 간의 틈과 불안정한 오비탈 간의 틈은 좁아져서 연속적인 값으로 중첩되며 안정한 오비탈과 불안정한 오비탈 사이의 갭 영역이 줄어들고 어느 값에 수렴한다(Figure 1). 보통 반도체의 밴드갭은 이런 무한의 원자들의 상호작용으로 생긴 값이지만, 나노 크기의 양자점은 원자 수십~수백개 정도의 결정체이기 때문에 분자 오비탈이 bulk상태로 연속적으로 겹쳐진 띠가 아니라 HOMO와 LUMO 레벨이 어느 정도 불연속적인 값을 지니는 상태를 지니게 된다.

참고 자료

Lab manual
Effective mass model
W. William Yu, Lianhua Qu, Wenzhuo Guo, and Xiaogang Peng, Chem. Mater., 2003, 15 (14), pp 2854-2860
S. Mahajan, CHARACTERISTICS AND PROPERTIES OF CDSE QUANTUM DOTS, International Journal of Latest Research in Science and Technology. 2013, 2, 1, 457-459
Yu, W.W., et al. Chem Mater. 2003, 15, 2854-2860