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초록
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본 연구에서는 용액합성법(solution synthesis technique)에 의해 ZnS : Cu nano 입자를 합성하였고, 결정구조 및 입자형상 등의 구조적 특성과, 광흡수/투과 특성, 에너지밴드갭, 그리고 photoluminescence(PL) 여기 및 발광 특성 등의 광학적 특성을 분석하였다. 일반적인 용액상태의 화학적 합성 방법과는 달리 합성온도를 $80^{\circ}C$로하였으며, sulfur의 precursor로 thiourea를 채택하여 Cu 도핑의 용이성을 구현하였다. 합성된 undoped ZnS 와 ZnS : Cu nano 입자는 모두 cubic 구조를 가졌으며 구형입자로 합성되었고, 광흡수단의 위치도 모두 ~305 nm에 나타나서 양자사이즈효과가 발생하였음을 알 수 있었다. PL 발광강도와 반가폭은 Cu 도핑농도가 0.03M 일 때 각각 최고치와 최저치를 나타냈는데, 이와 같이 용액합성법에 의해 합성된 ZnS : Cu 에서 Cu 의 농도변화에 따른 PL 스펙트럼의 강도와 반가폭의 변화는 본 연구에서 최초로 보고되는 것이다. 광흡수단 측정 및 PL 여기 실험결과, 본 연구의 주된 발광피크인 ~510 nm 발광밴드는 Cu에 의해 에너지밴드갭 내에 형성된 발광재결합센터를 통한 것임을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, ZnS: Cu nano-crystals are synthesized by solution synthesis technique (SST). The structural properties such as crystal structure and particle morphology, and the optical properties such as light absorption/transmittance, energy bandgap, and photoluminescence (PL) excitation/emission a...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 즉 Cu 이온이 ZnS 격자의 Zn 이온을 치환해서 정상적인 도펀트로 작용하기어렵기 때문이었다. 따라서 본 연구에서는 이같은 도핑의 어려움을 해결하기 위해 기존의 용액상태의 화학적분말합성 방법과는 다른 두 가지 인자를 고려하였다. 즉, 합성중에 80℃로 가열하여 Cu와 Zn의 용해도 차이를줄이고자 한 것이 그 하나이고, sulfur의 precursor로 thiourea를 채택한 것이 다른 하나이다.
  • 물질이다. 따라서 본 연구에서는 합성조건(precursor 농도, 합성온도, 암모니아 농도 등)을 최적화하여 Cu가 재현성이 있게 ZnS 격자에 도핑될 수 있도록 하고, 그에 따라 고효율의 안정한 발광특성을 갖는 ZnS : Cu nano 입자를 제조하는 것이 주된 연구목표이다. Fig.
  • 5) Cu 도핑이 가능한 용액합성법을 사용하여 ZnS : Cu nano 입자를 합성하는 최적의 합성조건을 구현하였다. 특히 ZnS에 도핑한 Cu의 농도변화에 따른 photoluminescence(PL) 스펙트럼의 강도와반치폭의 변화는 본 연구에서 최초로 보고되는 것이다.
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참고문헌 (16)

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