전자 빔 조사를 이용한 CdSe/CdS 혼성 양자점의 수용성 합성 (Aqueous Synthesis Of Alloyed CdSe/CdS Qunatum Dots via Electron Beam Irradiation)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 62권 / 7호 / 709 ~ 715페이지
· 저자명 : 하성용, 유동선, 김일곤

초록

CdSe 핵 (seed) 과 CdCl_2 그리고 mercaptopropionic acid (MPA) 가혼합된 수용액에 10 MeV, 100 KGy 의 전자 빔을 조사함으로써 양질의CdSe/CdS 혼성 양자점 (alloyed quantum dot) 을 합성하는 새로운 수용성합성법을 개발하였다. 실험에 사용된 CdSe 핵은 4 ℃의 수용액상에서 NaBH_4와 셀레늄 (Se) 파우더를 반응시킨 결과물인 NaHSe와CdCl_2에서 해리된 Cd^(2+) 의 반응에 의하여 제작하였는데, 합성된CdSe/CdS 양자점의 광학적 특성은 NaHSe 의 농도에 크게 의존하였다.
전자 빔의 에너지 및 선량은 10 MeV, 100 KGy 그리고 Cd^(2+) 및 MPA 의 농도는 각각 4 mM, 16 mM 로 고정시킨 상태에서 NaHSe 의 농도만을 2mM~ 8 mM 로 변화시켜 양자점을 제작한 결과 NaHSe 의 농도가 6 mM 일 때 파장 513 nm 근처에서 발광 (PL) 피크를 가지는 반폭치 (FWHM)값이 약 57 nm 인 예리한 발광 (PL) 스펙트럼을 얻을 수 있었다. EDS 및TEM 측정 결과는 제작된 CdSe/CdS 양자점이 구형의 코어/껍질 구조를가진다는 것을 시사하였다. TEM 측정 결과 6 mM 의 NaHSe 를 사용하여제작한 혼성 양자점은 평균 반경이 2.9 nm 였으며, 이 때 CdSe 코어 (핵)의 반경은 약 1.3 nm, CdS 껍질의 두께는 약 1.6 nm 으로 추정되었다.
HRTEM 측정 결과 합성된 CdSe/CdS 코어/껍질은 잘 배열된 결정구조를가짐이 확인되었다. PL 측정을 위해 양자점에 여기 빔 (He-Cd 레이저) 을조사하는 것은 양자점의 후 처리 효과를 야기하여 시료의 양자 효율을증가시킴을 확인하였다.

영어초록

We developed a new aqueous synthetic method via electron beam irradiation of an aqueous solution of CdSe seeds, CdCl_2 and mercaptopropionic acid (MPA). To synthesize CdSe seeds first we synthesized NaHSe by using a reaction of NaBH_4, Se powder and H_2O at 4℃, followed by a reaction of a NaHSe and Cd2+ in an aqueous (NaHSe + CdCI_2 + MPA) solution. All the experiments were performed for NaHSe concentrations from 2 mM to 8 mM. The electron beam energy and dose were fixed to 10 MeV and 100 KGy respectively, and the concentrations of CdCl_2 and MPA were fixed to 4 mM and 16 mM. The optical properties of the synthesized CdSe/CdS quantum dots (QDs) were found to be profoundly affected by the concentration of NaHSe. When the NaHSe concentration was 6 mM,the PL spectrum showed a sharp emission at 513 nm with a FWHM value of 57 nm. The EDS data and TEM images suggested that the alloyed CdSe/CdS QDs had a core/shell structure. TEM images also showed that the average radius of the QDs synthesized at a NaHSe concentration of 6 mM was 2.9 nm, with the radius of the core being 1.3 nm and the thickness of the shell being 1.6 nm. HRTEM showed well-aligned crystal structures of the QDs. When a pump beam (He-Cd laser)irradiated the QDs, the quantum yields of the photoluminescence emissions from the QDs were increased by a post-treatment effect caused by the irradiation of the pump beam.

참고자료

· 없음