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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 53, Number 6
JKCSEZ 53(6)
December 20, 2009 

 
Title
Syntheses and Properties of ZnS:Mn/ZnS Core-Shell Quantum Dots Prepared via Thermal Decomposition Reactions of Organometallic Precursors at Various Reaction Temperatures

다양한 온도 조건에서의 ZnS:Mn/ZnS 코어-쉘 양자점의 합성 및 광 특성에 관한 연구
Author
Jae Woog Lee, Cheong Soo Hwang*

이재욱, 황청수*
Keywords
Core-shell 양자점, ZnS:Mn/ZnS 나노결정, 유기금속 전구체 열 분해법 , Core-shell quantum dot, ZnS:Mn/ZnS nanocrystal, Organometallic route
Abstract
본 논문에서는 ZnS:Mn/ZnS 코어-쉘 양자점을 유기금속전구체의 열분해 방법으로 합성하였다. 쉘의 형성온도를 135 oC 로 고정한 반면 코어 나노입자의 합성 온도 조건을 다양화 하여 각 조건하에서 형성된 양자점들의 특성을 조사하였다. 실험을 통해 얻은 양자점들은 UV-Vis, 액체 photoluminescence(PL) spectroscopy 방법으로 광 특성을 조사하였으며, 또한 XRD, HR-TEM, 및 EDXS 분석으로 입자크기와 조성 등을 측정하였다. 실험 결과 가장 좋은 광 특성을 보인 나노입자의 합성조건은 코어와 쉘 모두 135 oC인 것으로 밝혀 졌으며, 이 조건에서 얻은 양자점은 583 nm 의 PL 발광 피이크와 42.15%의 높은 양자효율을 나타내었다. HR-TEM 으로 측정한 ZnS:Mn/ZnS 양자점의 평균 입자크기는 지름이 약 4.0 -5.4 nm 정도였으며, 특히 150 oC의 온도 조건에서는 타원형의 입자가 형성되는 것이 관찰되었다.

ZnS:Mn/ZnS core-shell quantum dots (QDs), were synthesized via a thermal decomposition reaction of organometallic precursors in a hot solvent mixture. The synthetic conditions of the quantum dots were monitored at various reaction temperatures for the core formation, while the shell formation temperature was fixed at 135 oC. The obtained colloidal nanocrystals at corresponding temperatures were characterized by UV-Vis, solution photoluminescence (PL) spectroscopies, and further obtained powders were characterized by XRD, HR-TEM, and EDXS analyses. The synthetic temperature condition to obtain the best PL emission intensity for the core-shell QD was 135 oC, for both core and shell formation. At this temperature, solution PL spectrum showed a narrow emission peak at 583 nm with a relative PL quantum efficiency of 42.15%. In addition, the measured spherical particle sizes for the ZnS:Mn/ZnS nanocrystals via HR-TEM were in the range of 4.0 to 5.4 nm, while ellipsoidal particles were obtained at 150 oC.

Page
677 - 682
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