Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum dots

소개

"Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum dots"에 대한 내용입니다.

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experiment section
4. Results and Discussion
5. Conclusions
6. References

본문내용

Abstract
본 실험은 CdSe Quantum dots을 합성한 뒤, 일정 시간에 따라 sample을 추출하고 다양한 측정값들을 비교해보면서 quantum dots의 광학적 특성을 이해하는데 목적이 있다. 반응 시간이 길어질수록 합성된 nano particles의 size가 커진다는 것을 데이터를 통해 분석하고 sample들의 absorption과 emission spectrum을 비교해보며 size가 커짐에 따라 band gap이 작아져, absorption과 emission spectrum이 red shift 됨을 추론할 수 있다. 또한 spectrum의 band width를 통해 합성된 nano particles의 size 분포를 파악할 수 있다.

Introduction
일반적으로 고체 물질이 Bulk 상태로 존재할 때, 원자 사이의 에너지 준위가 매우 근접하게 존재하고 있으므로 band gap이 고정 되어있다. 양자제한효과는 전자와 정공이 공간적 제한으로 인해 비연속적인 에너지 준위를 띠게 하는 현상을 의미한다. 반도체 물질이 exciton bohr radius 보다 크기가 작아지는 경우, 양자제한효과로 인해 불연속적인 에너지 준위를 가지게 되는데 이를 Quantum dot이라 한다.1 Quantum dot은 양자제한효과를 받기 때문에 size에 따라 band gap이 달라지게 되고 이 때문에 quantum dot은 크기에 따라 달라지는 독특한 광학적 성질을 지니게 된다.
Figure 1에서 보이는 것과 같이, bulk 상태일때 결합 band와 반결합 band가 존재한다. Semiconductors 상에서 가장 높은 band를 valence band, 가장 낮은 band를 conduction band라 하며 이 둘의 차이를 band gap이라 한다.2 그러나 nano particle의 경우 앞서 언급한 대로 양자제한효과를 통해 bulk한 상태와 다르게 비연속적인 에너지 준위가 나타난다.

참고자료

· Winkelmann K, et al. J. Chem. Educ. 2007, 84, 709-710.
· Patrycja Makuła, Michał Pacia, and Wojciech Macyk, How To Correctly Determine the Band Gap Energy of Modified Semiconductor Photocatalysts Based on UV–Vis Spectra. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 6824-6817.
· Department of Chemistry and Nanoscience, Ewha Womans University, Physical Methods in Chemistry 2 Lab Manual, 2023.
· Yu, W. W., et al. Chem. Mater. 2003, 15, 2854–2860.