화씄기2_화학실험기법2_exp1. Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum Dots

1. Abstract
이번 실험에서는 다양한 크기의 quantum dot(양자점)을 합성해 보며 양자점의 원리에 대해 이해해 본다. 합성 시간에 따른 양자점의 absorption 및 emission 스펙트럼을 얻어 양자점의 크기를 측정해보고 입자의 크기에 따른 band gap의 변화왿� 광학적 성질에 대해 알아보고자 한다.

2. Introduction
Quantum dot(양자점)은 입자의 지름이 nm 단위 이하의 크기를 가지는 반도체 나노 입자를 말한다. 양자점은 입자의 크기별로 다양한 색을 나타내며 독특한 특성을 보여 최근 바이오 센서, 디스플레이 등의 여러 첨단 분야에 사용되고 있다. 그 예로 CdSe, CdS, PbSe, ZnS 등이 있으며 본 실험에서는 CdSe 양자점을 합성하였다.
입자의 크기는 나노 입자의 중요한 특성이다. 입자의 크기가 작아질수록 파장은 짧아지고 더 높은 에너지를 가지며 색깔은 초록색-노란색에서 주황색-빨간색으로, 형광은 파란색에서 노란색으로 변한다. [1] 이는 band gap 과 관련이 있다. Band gap (Eg)는 HOMO-LUMO energy gap 으로 알려져 있다. LUMO 는 Lowest Unoccupied Molecular Orbital 로 전자가 채워져 있지 않은 오비탈 중 에너지 준위가 가장 낮은 오비탈을 의미하고, HOMO 는 Highest Occupied Molecular Orbital 로 전자를 가지고 있는 오비탈 중 가장 에너지 준위가 높은 오비탈을 의미한다. HOMO 를 포함한 에너지 밴드를 valence band(VB), LUMO 를 포함한 에너지 밴드를 conduction band(CB)라고 한다. 0K 일 때는 VB가 전자로 채워지고 CB에는 전자가 존재하지 않아 band gap 이 존재하지 않는다. 광자의 충분한 에너지가 반도체왿� 상호작용을 하게 되면 CB 에 전자가 채워지고 VB에는 전자가 존재