Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum Dots

소개

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목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental Section
4. Results and Discussion
5. Conclusions
6. References

본문내용

Abstract
물질이 bulk상태에서 nano크기로 작아지면 에너지준위가 양자화되면서 양자구속효과에 의해 HOMO와 LUMO사이의 밴드갭이 늘어나 흡수 및 발광 파장에 변화가 생긴다. 이러한 물질을 양자점(Quantum dot)이라 하며 bulk 물질과 다른 특이한 광학, 전기 및 표면 성질을 보이는데, 그 중에서도 본 실험에서는 CdSe의 양자점을 합성하였다. 반응온도와 시간에 차이를 두면서 양자점의 크기를 조절하고 room light와 UV-illumination에서의 색 변화에 따른 크기 변화를 직접 계산해보고 그에 따른 광학적 특성을 알아본다. 또한, HWHM과 FWHM의 계산을 통해 반응에 따른 peak의 bandwidth를 확인하고 그것에 대한 의미를 알아본다.

Introduction
양자점은 반도체 나노입자로 정의할 수 있다. 양자점은 분자 오비탈의 관점에서, 그리고 양자구속 효과로 설명할 수 있다. 우선 분자 오비탈의 관점에서 보면, 오비탈이 상호작용을 할 때 서로 중첩되어서 안정적인 구조와 불안정한 구조가 생긴다. 상호작용하는 오비탈의 수에 따라 안정한 오비탈 간의 틈과 불안정한 오비탈 간의 틈은 좁아져서 연속적인 값으로 중첩되며 안정한 오비탈과 불안정한 오비탈 사이의 갭 영역이 줄어들고 어느 값에 수렴한다(Figure 1). 보통 반도체의 밴드갭은 이런 무한의 원자들의 상호작용으로 생긴 값이지만, 나노 크기의 양자점은 원자 수십~수백개 정도의 결정체이기 때문에 분자 오비탈이 bulk상태로 연속적으로 겹쳐진 띠가 아니라 HOMO와 LUMO 레벨이 어느 정도 불연속적인 값을 지니는 상태를 지니게 된다.

참고자료

· Lab manual
· Effective mass model
· W. William Yu, Lianhua Qu, Wenzhuo Guo, and Xiaogang Peng, Chem. Mater., 2003, 15 (14), pp 2854-2860
· S. Mahajan, CHARACTERISTICS AND PROPERTIES OF CDSE QUANTUM DOTS, International Journal of Latest Research in Science and Technology. 2013, 2, 1, 457-459
· Yu, W.W., et al. Chem Mater. 2003, 15, 2854-2860