[화학실험기법] Synthesis and Optical Properties of Quantum Dots

소개글

"[화학실험기법] Synthesis and Optical Properties of Quantum Dots"에 대한 내용입니다.

목차

1. Abstract

2. Introduction

3. Experimental section

4. Results and discussion
(1) Absorption and emission spectra와 색깔 변화
(2) Particle in a box를 이용해 양자점의 반지름 계산
(3) empirical fitting equation을 이용해 양자점 크기 계산
(4) band width에 따른 크기 분포
(5) 양자점의 농도
(6) small molecule, quantum dot, bulk semiconductor의 광학적 특성

5. Conclusions

본문내용

1. Abstract
이 실험은 nano size의 양자점을 합성하고 조절할 수 있는 양자점의 광학적 특성에 대해 알아보는 것이다. CdO와 Se를 합성해 nano size의 CdSe 합성하여 반응 시간에 따라 12개의 sample을 추출한다. 12개의 sample 중 색변화가 뚜렷한 5개의 sample을 1부터 5로 labeling하여 room light와 UV lamp에서 색을 관찰하고, UV와 PL을 통해 absorbance, emission spectrum을 측정한다. 흡수, 방출하는 파장의 변화를 색변화 관찰과 spectrum을 통해 확인하고, 이를 particle in a box model에 적용한다. 결과적으로 반응 시간이 길어질수록 양자점의 크기가 증가하게 되고, band gap energy가 감소해 파장이 길어진다. red-shift하는 것으로 반응시간과 색변화의 관계를 확인할 수 있다. 또한 particle in a box model와 empirical equation을 이용해 반지름과 지름을 구하여, 반응시간이 길어질수록 입자의 크기가 커진다는 것을 다시 한번 확인하고, 양자점의 합성이 고르게 일어나는지를 HWHM과 FMHM으로 확인한다.

2. Introduction
반도체 나노입자의 크기가 전자-정공의 거리와 비슷하거나 작아지면 양자구속효과(quantum confinement effect)에 의하여 물리학적 성질이 변화하게 된다. 즉, 나노입자의 크기에 따라 반도체의 band gap이 달라지며, energy level이 양자화되어 전자, hole이 bulk에서와는 다르게 움직인다.

Quantum confinement effect는 나노입자의 경우, 입자 공간 벽에 의해 전자가 불연속적인 에너지 상태를 형성하는 현상을 의미하는데, 이 불연속적인 에너지를 형성하는 것을 양자화된다고 표현한다. 일반적으로 bulk 상태의 반도체는 연속적인 energy level을 가져 band gap도 고정되어 있다.

참고 자료

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