반도체 나노입자의 분광학적 성질 예비레포트

소개

반도체 나노입자의 분광학적 성질 예비레포트 입니다.
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목차

1. 실험제목
2. 조
3. 실험목적
4. 실험 이론 및 배경
5. 실험 도구 및 시약
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목
반도체 나노입자의 분광학적 성질 (실험일:5월28일 / 제출일:5월18일)

2. 조, 조원, 본인이름

3. 실험목적
최근 분자계와 벌크의 중간적인 크기를 가진 나노입자(nanoparticle, nanocrystal or quantum dot)들의 합성과 이들의 성질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 실험에서는 반도체 나노입자를 합성하고 그 분광학적 성질을 관찰하여 크기와 분광학적 성질 사이의 관계를 고찰할 것이다.

띠이론, 에너지준위
4. 실험이론 및 배경
보통 벌크의 반도체 상의 전자 에너지 상태는 띠이론(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 전도띠(conduction band)라고 한다. 그리고 두 띠 사이의 에너지 차이를 띠간격(band gap, )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, 벌크(bulk) 고체와 다른 광학적 성질을 보인다. 입자의 크기가 작아짐에 따라 다음의 두 가지 광학적 효과를 관찰할 수 있다. (그림 1) 첫째, 벌크의 에너지 띠를 구성하는 에너지 준위가 점차로 비연속적으로 되면서 양자화된다. 즉, 분자와 비슷한 에너지 준위 형태를 갖는다. 둘째, 띠간격의 크기가 증가한다. 이러한 나노입자의 크기의 변화에 의한 성질의 변화를 “양자크기효과(quantum size effect) 또는 양자갇힘효과(quantum confinement effect)"라고 부른다. 이 효과에 의하여 나노입자는 분자 또는 다른 분광학적 성질을 보이고 여러 양자역학을 이용하여 설명할 수 있다.

참고자료

· 물리화학실험/대한화학회/청문각/2011
· 벌크 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=605706&cid=50314&categoryId=50314
· 띠이론 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=748233&cid=42341&categoryId=42341
· 에너지준위 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1164629&cid=40942&categoryId=32249
· 결합궤도함수 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1163972&cid=40942&categoryId=32270
· HOMO, LUMO http://blog.naver.com/clafte?Redirect=Log&logNo=120063619114
· 띠간격 http://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%9D%A0%ED%8B%88
· 양자크기효과 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1224692&cid=40942&categoryId=32249
· 워니어 엑시톤 http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%91%EC%8B%9C%ED%86%A4
· 해밀턴 연산자 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2321280&cid=42419&categoryId=42419
· 유전상수 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1132727&cid=40942&categoryId=32240
· 역미셀법 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=607870&cid=50326&categoryId=50326
· 삼각플라스크 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1109065&cid=40942&categoryId=32251
· 계면활성제 http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=44&contents_id=7455
· Magnetic Stirrer http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2307347&cid=42419&categoryId=42419
· 큐벳 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=181629&cid=50313&categoryId=50313
· Cd(NO3)2 http://krdic.naver.com/detail.nhn?docid=36194300
· Na2S http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=655701&cid=42326&categoryId=42326
· Zn(NO3)2 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2309610&cid=42419&categoryId=42419