Exp1. Synthesis and Optical Properties of Quantum Dots

소개

이화여자대학교 화학실험기법2 A+ 맞은 실험1 레포트입니다.
12점 만점에 12점이었습니다.

목차

Ⅰ. Abstract
Ⅱ. Introduction
Ⅲ. Experimental Section
Ⅳ. Results and Discussion
Ⅴ. Conclusion
Ⅵ. References

본문내용

Ⅰ. Abstract
본 실험에서는 서로 다른 크기의 CdSe 양자점 나노결정을 합성하여 그 광학적 특성을 알아보았다. 합성한 12개의 sample 중 6개를 선택해 육안으로 QDs의 서로 다른 색을 확인하였고, UV와 PL을 통해 크기에 따른 QDs의 방출 및 흡수 스팩트럼의 변화를 관찰하였다. 추가로 ‘particle in a box’, ‘empirical equation’을 통해 양자점의 크기를 예측하고, 방출 스팩트럼의 HWHM, 흡수 스팩트럼의 FWHM을 통해 양자점의 크기 분포를 확인하였다. 마지막으로 크기에 따른 CdSe의 몰흡광계수를 계산하여, 채취한 sample의 농도를 계산하였다.

Ⅱ. Introduction
물질이 나노미터 크기에 가까워짐에 따라 물질의 다양한 물성이 변하는 것이 밝혀지면서, 최근 몇 년간 나노 소재에 대한 연구가 기하급수적으로 증가했다.1 입자 크기에 따라 변하는 특성은 나노 크기 재료의 중요한 특징이다.2 입자 크기에 따라 색상을 포함한 물질의 광학적 특성이 크게 변하는 초미세 반도체 나노 입자를 양자점이라고 한다. 본 실험에서 합성한 CdSe도 양자점의 일종이다. CdSe 양자점 나노결정은 녹색-노란색에서 주황색-빨간색까지 색상이 다양하며, 파란색에서 노란색까지 다양한 색으로 발광한다.(Figure 1 참조) 양자점의 크기가 작으면 짧은 파장의 가시광선을 방출하여 녹색을 띠고, 크기가 커질수록 파장이 긴 가시광선을 방출하여 빨간색을 띤다.
CdSe 양자점 나노결정은 양자 효과를 시각적으로 잘 보여준다. 전이 에너지는 비편재화된 전자가 입자이고, 나노결정이 상자인 “particle in a box”로 설명될 수 있기 때문이다.
흡수 및 방출 피크의 극적인 변화는 반도체의 band gap의 변화에서 비롯된다. Band gap(Eg)은 gap 위와 아래에 연속체 또는 상태 밴드가 존재한다는 점을 제외

참고자료

· 이화여자대학교. Physical Methods in Chemistry II Lab Manual. 2022. p.3-7
· E. M. Boatman, G. C. Lisensky, and K. J. Nordell, "A Safer, Easier, Faster Synthesis for CdSe Quantum Dot Nanocrystals," J. Chem. Educ. 2005, 82, 1697-1699.
· Sungjin Kim, “Easy and Simple Synthesis of CdSe Nanocrystals: The Effect of Reaction Temperature for The Determination of Nanoparticle Size”, J. of the Chosun Natural Science, 2009, 219-223.
· Winkelmann K., et al. J. Chem. Educ. 2007, 84, 709-710
· Yu, W. W., et al. Chem. Mater. 2003, 15, 2854–2860.