표제지
국문초록
목차
제1장 서론 13
1.1. 연구 배경 및 목적 13
제2장 이론적 배경 16
2.1. 양자점의 특성 및 구조 16
2.1.1. 양자제한효과 16
2.1.2. 양자점의 구조 18
2.2. 콜로이드 양자점의 합성 20
제3장 고효율 고색순도 InP 기반 양자점의 합성 22
3.1. 실험 목적 22
3.2. 실험 방법 23
3.2.1. In(Zn)P 핵 양자점의 합성 23
3.2.2. In(Zn)P/ZnSe/ZnS 핵/껍질/껍질 양자점의 합성 25
3.3. 결과 및 고찰 27
3.3.1. In(Zn)P 핵 양자점의 광학특성 27
3.3.2. 크기에 따른 3가지 샘플의 InP 클러스터 광학특성 30
3.3.3. In(Zn)P/ZnSe/ZnS 핵/껍질/껍질 양자점의 광학특성 37
제4장 InP 기반 양자점의 크기 분리 42
4.1. 실험 목적 42
4.2. 실험 방법 43
4.2.1. Cysteine 리간드 교환 및 산화제 첨가 43
4.3. 결과 및 고찰 44
제5장 InP/ZnSe-TiO₂ 광촉매 49
5.1. 실험 목적 49
5.2. 실험 방법 51
5.2.1. InP/ZnSe 양자점 합성 51
5.2.2. MPS 리간드 교환 52
5.2.3. InP/ZnSe 양자점의 TiO₂ 흡착 52
5.2.4. InP/ZnSe-TiO₂ 광촉매의 로다민 B 염료 분해 실험 53
5.3. 결과 및 고찰 54
5.3.1. InP/ZnSe-TiO₂ 광촉매 54
5.3.2. InP/ZnSe-TiO₂ 광촉매를 이용한 로다민 B 염료 분해 56
제6장 결론 62
참고 문헌 64
ABSTRACT 67
표 3.1. In(Zn)P/ZnSe 양자점에서 ZnSe 껍질층의 두께에 따른 형광 감쇠 시간 39
표 5.1. InP/ZnSe 양자점에 TiO₂ 흡착 후 형광 감쇠 시간 비교 60
그림 2.1. 양자제한효과에 의한 양자점의 띠간격 변화 17
그림 2.2. 핵/껍질 양자점의 띠간격 구조 19
그림 2.3. Lamer의 입자 형성 모델 21
그림 3.1. In(Zn)P 핵 양자점의 합성과정 모식도 24
그림 3.2. In(Zn)P/ZnSe/ZnS (핵/껍질/껍질) 양자점의 합성과정 모식도 26
그림 3.3. In, Zn 및 P 전구체를 50 ℃에서 혼합한 후, 270 ℃까지 가열하여 제조한 In(Zn)P 핵 양자점의 흡수 스펙트럼 (a) 가열 온도에 따른 흡수 스펙트럼 변화 (b) 서로... 28
그림 3.4. In, P 전구체를 반응하여 InP 클러스터 형성 후, Zn 전구체를 추가하여 합성한 In(Zn)P 핵 양자점의 서로 다른 반응 간의 흡수 스펙트럼 29
그림 3.5. (a) 가열 온도에 따른 InP 클러스터의 흡수 스펙트럼 및 (b) 2차 미분 흡수 스펙트럼 29
그림 3.6. (a) 3가지 서로 다른 크기의 InP 클러스터의 흡수 스펙트럼 (b) 2차 미분 흡수 스펙트럼 33
그림 3.7. (a) 250 ℃, 270 ℃에서 채취한 InP 클러스터 용액의 흡수 스펙트럼 (b) b-2와 b-3 샘플의 흡수 선폭 비교 33
그림 3.8. 반응 온도 증가에 따른 In(Zn)P 핵 양자점의 반응 플라스크 이미지 34
그림 3.9. In(Zn)P 핵 양자점의 X-ray 회절 패턴 (하단의 빨간색은 벌크 큐빅 구조를 가지는 InP의 회절 패턴) 35
그림 3.10. (a, b) In(Zn)P 핵 양자점과 (c, d) In(Zn)P/ZnSe 양자점의 정제 후 흡수 스펙트럼 비교 36
그림 3.11. (a) In(Zn)P, Se-In(Zn)P 양자점의 흡수 및 형광 스펙트럼 (b) ZnSe 주입 시간에 따른 흡수 스펙트럼 변화 및 (c) 형광 스펙트럼 및 (d) 시분해 형광 감쇠 스펙트럼 39
그림 3.12. In(Zn)P/ZnSe/ZnS 양자점의 (a) TEM 및 (b) HR-TEM 이미지 (c) 흡수 및 형광 스펙트럼 (d) 시분해 형광 감쇠 스펙트럼 40
그림 3.13. In(Zn)P/ZnSe/ZnS 양자점의 (a) HAADF-STEM 이미지 및 (b-g) EDS mapping 이미지 41
그림 4.1. Cysteine 리간드 교환 과정 모식도 43
그림 4.2. 광화학 반응을 통한 전자-정공 반응 모식도 46
그림 4.3. 광화학 반응을 통한 양자점 크기 분리 모식도 47
그림 4.4. Cysteine 리간드로 치환된 양자점에 405 nm 레이저 빛을 조사 후 시간에 따른 용액 변화 47
그림 4.5. 1 mJ 레이저 조사 후 흡수 스펙트럼 48
그림 4.6. 50 mJ 레이저 조사 후 (a) 흡수 스펙트럼 빛 (b) 형광 스펙트럼 48
그림 5.1. 가시광선에서의 InP/ZnSe-TiO₂ 광촉매의 염료 분해 메커니즘 50
그림 5.2. 지방산 리간드 및 MPS 리간드로 교환된 InP/ZnSe 양자점의 흡수 및 형광 스펙트럼 57
그림 5.3. (a) pH 4 및 pH 7에서 InP/ZnSe 양자점과 TiO₂ 나노입자의 Zeta 전위값 (b) InP/ZnSe-TiO₂ 결합체 분말 이미지 58
그림 5.4. pH 4-7 범위에서의 InP/ZnSe 양자점 및 TiO₂ 나노입자의 원심 분리 후 이미지 58
그림 5.5. (a) TiO₂ 나노입자 및 (b) InP/ZnSe-TiO₂ 결합체의 SEM 이미지 (c) InP/ZnSe-TiO₂ 결합체의 EDS 결과 59
그림 5.6. InP/ZnSe (검은색)과 InP/ZnSe-TiO₂ (빨간색)의 (a) 형광 스펙트럼 및 (b) 형광 감쇠 스펙트럼 60
그림 5.7. (a) InP/ZnSe 양자점 및 (b) InP/ZnSe-TiO₂ 광촉매의 노출 시간에 따른 로다민 B 분해 흡수 스펙트럼 (c) 조사 시간에 따른 로다민 B 농도 변화 및 (d) InP/ZnSe (검은색)... 61