전구물질의 초기 농도가 수용성 나노결정의 발광 효율에 미치는 영향 = Influence of the Initial Concentration on the PL Efficiency of Aqueous Nanocrystals

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this investigations of the influence of the initial molarity of precursors on the growth rate of aqueous 3-MPA(3-mercaptopropionic acid)-capped CdSe nanocrystals (NCs), the total molarity was maintained through out the experiments while initial molarities of the Cd and the Se precursors were varied. We confirmed that for Se/Cd molarity ratios up to 0.88, the quantum efficiency was significantly affected by that ratio when the Se precursor was injected into the Cd precursor, in which case the efficiency of 0.28 was two times higher than that of 0.88, but the efficiency remained almost the same for malarity ratios between 0.88 and 9.9. Moreover, the sizes of the NCs’ approached a certain value for a sufficiently-longheat-treatment time because the amount of the resolved precursors in the solvent are kept equal for all syntheses despite the variations of their initial concentrations. Considering the Stokes shifts and photoluminesence (PL) of the NCs as a result of the heat treatment, we estimate that the synthesized NCs consist on a CdSe core, a CdSe$_x$S$_{1-x}$ interface and a CdS shell.

국문 초록 (Abstract)

수용성 방법으로 3-MPA(mercaptopropionic acid)가 캡핑된 CdSe 나노결정을 합성할 때, Cd와 Se 전구물질의 몰농도 비율을 일정하게 유지하면서 두 전구물질의 초기 농도를 다르게 한 상태로 합성한 나노결정의 발광 특성은 조건에 따라서 달라진다. Cd 전구물질에 Se전구물질을 주입하는 합성의 첫 단계에서 Cd에 대한 Se의 몰농도 비에 따라서 발광스펙트럼의 양자효율이 크게 변하였다. 전구물질을 주입할 때의 Se/Cd 비가 0.28일 때의 발광양자효율은 0.88일 때보다 2배 이상 컸으며, 0.88과 9.9일 때는 거의 차이가 없었다. 나노결정의 발광스펙트럼은 전구물질의 초기농도에 절대적으로 의존했다. 한편 초기 농도가 다르더라도 용매에 녹아 있는 전구물질들의 비율이 동일하므로 충분한 시간이 경과한 후에는 나노결정의 크기가 일정한 값으로 수렴하였다. 열처리 시간에 대한 스토크 이동(stokes shift)과 발광스펙트럼을 분석하여 합성한 나노결정이 CdSe/CdSe$_{x}$S$_{1-x}$/CdS 코어/합금/셀 구조를 가짐을 추론하였다.

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