Synthesis and Optical Properties of Quantum Dots

소개글

이화여대 화학실험기법과목 1,2모두 A+받은 자료입니다ㅎㅎ
인트로덕션과 디스커션 부분 많이 참고해주세요~
화실기 화이팅!!!

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental method
4. Result and Discussion
5. Conclusions
6. References

본문내용

1.Abstract
양자점에 대한 이해를 바탕으로, CdSe 양자점을 합성한다.일정한 시간 간격으로 sample을 채취하고,색 차이,흡광과 형광 등의 특성을 파악한다.측정 값을 이용하여 양자점의 크기를 구한다.또한 합성시간에 따른 양자점의 크기 및색깔의 관계를 파악하고,그래프 띠 넓이를 통해 크기분포를 알아본다.결과적으로합성시간이 지날수록 결정이 커지고,이에 따라 최대 흡수와 방출파장의 크기가 커져 붉은 빛을 띠는 것을 파악한다.입자의 크기가 커질수록 밴드갭은 줄어드는 것을 알 수 있다.

<중 략>

2.Introduction
양자점은구형태의 반도체 나노입자로,나노미터 수준으로 작아질 경우 벌크물질과는 다른 전기적,광학적 특성을 보인다.특히 반도체 결정을 수십~수백 개 합성한 구형의 나노입자가 양자 크기 효과로 인한 광학적 특성을 잘 나타낸다.이러한 특성은 내부의 에너지 구조가 다르게 나타나기 때문이다.양자점이 빛을 흡수하면 엑시톤의 전자-정공 쌍이 분리되고 남은 에너지로 전자가 높은 에너지의 상태로 올라간다.높은 에너지 상태의 전자는 다시 그 에너지 준위가 양자점 내부에서 낮아지면서 빛을 방출하는데, 양자점의 크기가 클수록 긴 파장의 가시광선을 방출하여 붉은색을 방출한다.이러한 성질로 인해 양자점은 이미징,디스플레이 등 여러 분야에서 다양한 연구가 진행되고 있다.양자점 반도체 결정에는 CdSe, ZnO등이 활용된다.
Figure 1양자점의 구조와 크기에 따른 색변화
Figure 2벌크물질과 나노물질의 에너지
밴드갭이란 전도대의 가장 낮은 에너지 준위인 LUMO와 가전자대의 가장 높은 에너지 준위인 HOMO의 에너지 차이를 말한다.전자와 정공은 쿨롱인력으로 인해 결합한다. 엑시톤 보어 반지름은 전자와 정공 간의 물리적 분리 거리를 말하는데,반도체 나노입자의 크기가 엑시톤 보어 반지름보다 작아지게 되면 전자 및 정공의 파동함수가 양자구속효과로 인해 영향을 받아서 에너지 레벨이 양자화 되고밴드갭 에너지가 변화하게 된다.양자구속효과에 의한 밴드갭의 변화는 상자속 입자(particle-in-a-box)모델을 통하여 다음과 같이 구할 수 있다.

참고 자료

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양자점 합성의 연구동향, 김상욱;강미재,Polymer Science and Technology Vol. 23, No. 5, 2012, p. 493-498
Murray, C. B.; Kagan, C.; Bawendi, M., Synthesis and characterization of monodisperse nanocrystals and close-packed nanocrystal assemblies. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30 (1), 545-610.
CdSe/ZnS 양자점을 이용한 디스플레이, 조수영;송진원,전자공학회 논문지 제 51권 제 8 호, 2014, p. 1851-1855
Yu, W. W.; Qu, L.; Guo, W.; Peng, X., Experimental determination of the extinction coefficient of CdTe, CdSe, and CdS nanocrystals. Chem. Mater. 2003, 15 (14), 2854-2860.