Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum Dots

소개

화학실험기법2 A+ 받은 레포트입니다. 잘 참고하셔서 좋은 성적 거두시길 바랍니다!

목차

1. Abstract

2. Introduction

3. Method

4. Results & Discussion
1) Absorption of quantum dot
2) Fluorescence of quantum dot
3) Calculate the radius of quantum dot based on particle in a box model
4) Estimate the size of the synthesized particle based on the empirical fitting equation
5) band width에 따른 size distribution
6) Concentration of quantum dots
7) Optical properties of quantum dot, small molecule, bulk semiconductor

5. conclusion

6. Reference

본문내용

1. Abstract
Quantum dot의 원리를 이해하고, 다양한 크기의 CdSe quantum dot을 합성한다. 일정 시간에 따라 얻은 sample의 absorption과 emission 스펙트럼을 측정한다. 결과값을 통해 quantum dot의 size를 계산해본다. 합성 시간에 따른 양자점의 크기와 색깔의 관계를 파악하고 band gap 차이, 그래프 띠 width를 통해 크기 분포를 확인해본다. Quantum dot의 크기 의존적인 광학적 성질을 이해하고 양자점의 성질을 알아본다.
2. Introduction
양자점(Quantum dot)은 반도체 나노입자로 입자의 크기가 bulk일 때의 성질과는 다른 물리적 특성을 나타난다. 양자점은 크기에 따라 Energy band gap이 변하며 나노미터 크기에서는 전자의 움직임이 공간적으로 제한을 받기 때문에 양자역학적 현상에 의해 광학적 특성이 변한다. 양자점의 크기가 전자와 정공이 물리적으로 떨어져 있는 거리인 Exciton Bohr 반경보다 작아지면 양자구속 효과에 의해 에너지 준위가 양자화되고 밴드갭이 변화하면서 발광 파장이 달라진다.
밴드갭은 semiconductor의 광학적 특성을 결정짓는 중요한 요인이다. 전자가 존재하는 가장 높은 에너지 레벨(HOMO)에서부터 전자가 존재하지 않는 가장 낮은 레벨(LUMO) 사이의 에너지 준위 차이를 HOMO-LUMO gap이라고 하며, 이 때의 에너지 준위는 연속적으로 존재한다. 원자들이 서로 만나 큰 물질로 갈 때 HOMO 에너지 레벨과 LUMO 에너지 레벨이 합쳐져서 새로운 에너지 레벨을 만든다. 여러 개를 접근시키면 에너지 레벨 간격이 좁아지며 에너지 밴드를 형성하게 된다. 이 때의 에너지 준위는 불연속적으로 나타난다. 원자의 HOMO에 해당하며 전자가 존재하는 에너지 밴드를 valence band(VB), 원자의 LUMO에 해당하는 에너지 밴드를..

<중 략>

참고자료

· 김재호. Paraffin을 이용한 CdSe양자점 합성 및 특성 연구. 경북대학교 대학원. 2012, p.21
· 이화여자대학교. Physical Methods in Chemistry II Lab Manual. 2020, pp.3-4
· 이재원. CdSe 양자점의 표면 유기물에 따른 광학적 특성 연구. 부산대학교 대학원. 2013, p.10
· 엄누시아. CdSe 기반 양자점의 합성 및 특성평가. 한양대학교 대학원. 2013, pp.8-9
· 이상훈. CdSe 양자점 합성 및 분석법 교육. 창원대학교. 2018, pp.10-13
· 최신일. 고효율 청색발광 양자점의 합성과 광학 특성에 관한 연구. 한남대학교 대학원. 2020, p.15
· 이상훈. 앞의 논문, pp.46-47
· Winkelmann K., et al. J. Chem. Educ. 2007, 84, 709-710
· Yu, W. W., et al. Chem. Mater. 2003, 15, 2854–2860.