화학실험기법2 Exp.1 Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum Dots

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental procedure
4. Result and Discussion
5. Conclusion
6. Reference

본문내용

1. Abstract
본 실험에서는 CdSe Quantum Dots(이하 QDs)을 합성하여 시간차를 두고 5개의 표본을 추출하였다. 그 후 각 추출한 reaction time이 다른 quantum dots을 대상으로 UV-illumination과 UV-vis 그리고 PL Spectroscopy를 조사하여 optical property에 대한 객관적인 데이터를 얻을 수 있었다. 정리하자면, 본 실험의 목적은 다른 size의 quantum dots을 합성하고 합성한 quantum dots의 독특하고 조정가능한 optical property를 이해하는 것이다. 우리는 합성한 quantum dots의 sample을 추출하여 늦게 추출한 sample일수록 nanoparticle의 size가 크다는 것을 데이터를 분석하고, 계산하여 알아냈다. 또한 size가 커질수록 band gap이 작아져 absorption peak과 emission peak이 모두 에너지가 줄어들어 파장이 길어지는 적색 편이가 되었다는 결론을 추론할 수 있었다.

2. Introduction
최근 몇 년 사이에, 나노 물질에 관한 연구가 기하급수적으로 성장하였다. 이는 물질의 다양한 물리적 특성이 나노미터 크기 체계에 접근함에 따라 변화한다는 사실 때문이다. Quantum dot의 종류로는 CdSe, CdS, PbSe, ZnS 등이 있는데, 이런 quantum dot은 입자의 크기에 따라 극적으로 물질의 optical property가 변하는 독특한 예시이다. 실제로 그림1과 같이 크기가 달라짐에 따라 UV-illumination 하에서 다양한 색을 띄는 것을 확인할 수 있다.
흡수와 방출 peak의 급격한 shift는 반도체의 band gap에서의 변화 때문에 일어난다. 화학자에게 HOMO-LUMO energy gap이라고 알려진 band gap(Eg)는 그림2와 같이 간격의 위아래에 연속적인 상태 띠가 존재한다.

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