Exp 1. Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum Dots

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experiment section
4. Results and discussion
5. Conclusion
6. Reference

본문내용

Abstract
CdSe를 이용해서 나노 사이즈의 물질이 양자구속효과에 의해서 양자화되어 양자구속효과가 일어나, 사이즈가 커질수록 에너지 준위 사이의 띠 간격이 줄어 분광학적인 변화를 유발하는 것을 관찰하였다. 고온에서 CdSe를 전구체로 사용해 반응시간이 길어질수록 크기가 커지는 환경을 유도하고 반응 시간에 따라 용액을 추출했다. 그 후 반응 시간에 따라 나타나는 흡광 및 발광 스펙트럼의 변화를 관찰하였다. 측정한 흡광 및 발광 그래프를 이용해서 입자의 사이즈를 계산하고 양자점의 농도를 계산했다. 그 후 흡광 및 발광 그래프를 통해 한 sample의 입자 크기의 분포를 구할 수 있다.

Introduction
Bulk로 이루어진 고체 안의 수많은 원자는 각 원자 사이의 에너지 준위가 아주 가까이 존재해 에너지 준위들이 연속되어 있는 것으로 보이는 에너지띠를 생성한다. 오비탈이 서로 상호작용을 통해 중첩되면서 안정적인 오비탈과 불안정적인 오비탈이 생기는데, 두 오비탈 간의 틈이 좁아져서 띠 간격이 한 값으로 수렴하게 된다. 또한 고체에도 결합 띠와 반결합 띠가 존재하는데, 원자가띠(valence band)는 반도체에서 가장 높이 채워진 결합 띠이며, 전도 띠(conduction band)는 가장 낮고 채워지지 않은 반결합 띠를 나타낸다. 원자가 띠와 전도 띠의 에너지 차이를 띠 간격(band gap, Eq)이라고 한다. 하지만 나노 크기의 반도체 입자의 경우 bulk상태의 오비탈과 같이 중첩된 띠의 형태가 아니라 오비탈이 점차 비연속적인 형태가 되며 불연속적인 양자점을 가지고 띠 간격이 증가하게 된다.
반도체에서 전도 띠 안의 전자와 원자가 띠의 홀의 움직임을 제한하게 되면 전자와 홀은 움직임을 제한받는 양자효과에 영향을 받게되고, 에너지가 모든 방향으로의 불연속적인 값을 가지게 되는데 이것을 양자점이라고 한다.

참고 자료

Yu, W. W., et al. Chem. Mater. 2003, 15, 2854–2860
이화여자대학교. 화학나노과학과. Lecture PPT file. 2021
이화여자대학교. 화학나노과학과. Physical Methods in Chemistry II Lab Manual. 2021