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인포메이션 디스플레이 = Information display, v.18 no.1, 2017년, pp.14 - 19
강연수 (에너지시스템공학전공, 대구경북과학기술원) , 이종수 (에너지시스템공학전공, 대구경북과학기술원)
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 양자점에 대한 연구가 가능해진 배경은? | 양자점은 1980년대 러시아 물리학자인 알렉세이 아키모프(Alexei Ekimov)박사가 바빌로프국립광학연구소(Vavilov State Optical Institute)에서 반도체를 도핑한 유리의 색변화를 연구하다가 유리 안에서 나노미터 크기의 결정을 발견함으로써 양자점이 세상에 알려지게 된다.[1] 비슷한 시기인 1984년 벨 연구소에서 CdS 콜로이드에 대해 연구하던 루이스 브루스(Louis Brus)박사에 의해 반도체 나노결정의 크기와 밴드갭 사이의 관계를 구체 속의 입자 모델(particle in a sphere model approximation)을 통해 밝힘으로써 체계적인 양자점에 대한 연구가 가능하게 된다.[2] | |
| HotInjection 방식의 단점을 극복하기 위해 사용하는 방식은? | 균일한 양자점 합성을 하는데 있어서 HotInjection 방식이 가장 유용한 방법으로 알려져 있으며 오랫동안 많은 양자점 합성에 이용되어 왔지만 합성의 부피를 증가 시킬 때(Scale up) 시약의 혼합 시간, 반응 냉각 시간, 인젝션 할 수 있는 전구체의 부피 제한성 그리고 합성의 재현성에 제약이 생기므로 합성의 스케일 업에는 적합하지 않다. 이러한 단점을 극복할 수 있는 수단으로 Noninjection heat-up 방식이 있으며 이 방식은 합성에 필요한 모든 시약을 반응조(Reaction vessel)에 넣고 혼합하여 온도를 올려서 핵생성과 성장을 시키는 방법으로 스케일업에 유용한 합성 방식으로 알려져 있다.[4] 위에 소개한 두 가지 배치(Batch) 방식과 달리 연속적인 유동식 반응기 합성 방식은 단순성과 스케일업, 합성의 자동화 측면에서 장점이 있고 온도를 두 단계로 나눠서 조절함으로써 핵생성과 성장을 분리시켜 양자점의 균일도를 올릴 수 있다. | |
| 양자점이란? | 양자점이란 지름이 수십나노미터 이하의 반도체 결정으로 각 반도체 물질이 가지는 엑시톤 보어 반지름(Exciton bohr radius) 이하의 크기를 가지게 되면 양자역학적인 현상인 양자구속 효과(Quantum confinement effect)가 발생하여 양자점의 크기에 따른 흡수 및 발광 스펙트럼이 변하는 독특한 광학적 특성을 보이게 되는데 양자점의 크기가 작아질수록 스펙트럼이 청색 이동(Blue shift)하는 경향이 나타난다. 이러한 양자점은 Topdown방식이나 Bottom-up방식으로 합성이 가능한데 Top-down방식으로는 MBE(Molecular beam epitaxy), Ion implantation, E-beam lithography 그리고 X-ray lithography 등의 방법이 활용되고 있으며 Bottom-up 방식은 Wet-chemical과 Vapor-phase 방식으로 구분되는데 디스플레이에 이용되는 양자점은 주로 Wetchemical 방식으로 화학적 환원을 통한 용액의 자가조립으로 콜로이달 양자점을 합성하여 활용하고 있다. |
Ekimov, A. I., Efros, Al. L. and Onushchenko, A. A, Solid State Commun. 56, 921 (1985).
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