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소개
"화학실험기법2-Synthesis and Optical Properties of CdSe Quantum Dots"에 대한 내용입니다.목차
Ⅰ. abstract
Ⅱ. intrduction
Ⅲ. experimental section
Ⅳ. results and discussion
Ⅴ. conclusions
Ⅵ. references본내용
Ⅰ. abstract
본 실험에서는 양자점을 합성하고, 양자점의 크기에 따라 달라지는 광학적 특징을 흡광 스펙트럼과 발광 스펙트럼을 통해 살펴본다. 본 실험에서는 양자점으로써 CdSe를 합성하여 반응 시간에 따라 합성되는 입자의 크기가 달라지는 방식으로 다양한 크기의 양자점을 합성하였다. 그리고 이렇게 관찰한 양자점을 room light에서, 그리고 UV 아래에서 관찰한 후 흡광, 발광 스펙트럼을 통해 흡수, 방출하는 파장의 변화왿 색의 변화를 관찰하고, particle in a box식과 empirical fitting equation에 대입하여 반지름을 구해 반응 시간이 길어질수록 입자의 크기는 커지고, 스펙트럼에서 파장이 red shift한다는 사실을 확인한다. 또한, FWHM과 HWHM을 관찰하여 양자점의 크기가 고르게 합성되었는지 알아보고, 마지막으로 양자점의 농도를 계산하여 양자점의 크기가 커질수록 변화하는 양자점의 농도를 확인한다.
Ⅱ. intrduction
양자점은 색상을 포함한 재료의 광학적 특성이 입자 크기에 따라 극적으로 변하는 물질로 예로는 CdSe, CdS, PbSe, ZnS 등이 있다. 양자점은 빛을 쬐어주었을 때 빛을 흡수하고 다시 빛의 형태로 에너지를 방출하는 광학적 성질을 가지는데, 흡수 및 방출 피크의 극적인 변화는 반도체의 밴드 갭 변화로 인해 발생한다. 밴드 갭은 HOMO-LUMO 에너지 갭으로 설명할 수 있는데, 이 갭의 위아래에는 연속적인 상태 또는 밴드가 존재한다. 상부왿 하부의 연속적인 밴드는 각각 전도대(conduction band)왿 가전자대(valence band)라 불린다. 절대온도 0K에서 가전자대는 전자로 가득 차 있으며, 전도대는 비어 있고, 이 두 밴드 사이에는 에너지 준위가 존재하지 않다.참고자료
· Department of Chemistry and Nanoscience, Ewha Womans University. (2024). Physical Methods in Chemistry II lab manual.
· Kim, J., Park, S.-J., Kim, K., & Kim, I. (2024). Physical Methods in Chemistry II [Lecture materials]. Department of Chemistry and Nanoscience, Ewha Womans University.
· Yu, W. W., et al. Chem. Mater. 2003, 15, 2854–2860.
· ScienceDirect. (n.d.). Photocatalysis. In ScienceDirect Topics. Retrieved October 26, 2024, from https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/photocatalysis태그
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Easy Ai 요약
이 문서는 양자점의 합성과 크기에 따른 광학적 특성 변화를 실험을 통해 확인하였다. 반응 시간에 따라 합성된 CdSe 양자점의 크기가 달라지며, 이에 따라 흡수 및 발광 스펙트럼의 피크가 red shift되는 것을 관찰하였다. 이는 양자 구속 효과로 인해 양자점의 크기가 작아질수록 밴드갭 에너지가 증가하여 더 짧은 파장의 빛을 흡수 및 방출하기 때문이다. room light왿 UV 아래에서의 색 변화 관찰로도 이를 확인할 수 있었다. 또한 particle in a box 모델과 empirical fitting equation을 이용하여 양자점의 크기를 계산하였고, FWHM과 HWHM 분석을 통해 양자점의 크기 분포를 확인하였다. 마지막으로 양자점의 농도를 계산하여 반응 시간이 길어질수록 양자점의 크기왿 농도가 증가함을 보였다. 이를 통해 양자점이 bulk semiconductor왿 small molecule과는 달리 크기에 따라 광학적 특성이 극적으로 변화하는 특성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 본 실험은 양자점의 합성과 광학적 특성 분석을 체계적으로 수행하여 양자점의 특성을 종합적으로 이해할 수 있는 의미 있는 실험이었다고 볼 수 있다. -
자료후기
Ai 리뷰양자점의 합성과 크기에 따른 광학적 특성 변화를 체계적으로 실험하고 분석하였으며, 다양한 분석 기법을 활용하여 양자점의 특성을 종합적으로 이해할 수 있었다. -
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