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CdSe 나노구조의 성장 및 소자 응용

전문가 제언: ○ 본고에서는 다양한 CdSe 나노구조의 합성 방법과 응용을 검토한다. CdSe를 이용하여 나노와이어 어레이, 나노튜브 어레이, 나노벨트 어레이, 나노막대 어레이, 코어/셸 이중구조 등 다양한 나노구조 어레이를 합성할 수 있다. 합성방법에는 수열법, 용매열법, 전기화학증착, 물리증기증착, 화학증기증착, 기체-액체-고체 및 콜로이드법 등이 있다.

○ 무기 반도체 나노구조는 크기와 모양에 따라 다양한 물리적 특성을 나타낸다. 나노결정은 물리적 크기만 변화시켜 광학적 전기적 특성을 연속적으로 조정할 수 있어 촉매, 광 검출기, FET, LED, 태양전지, 전계방출소자, 메모리 소자, 바이오센서, 의료영상 분야의 재료로 유망하다. 특히 CdSe는 직접 밴드갭 II-VI족 반도체로 넓은 범위의 가시광 영역의 빛을 흡수할 수 있다. CdSe 나노결정은 나노트랜지스터, 전기변색소자, 전하결합소자의 동작 요소로 유망하다.

○ 나노구조의 대표적인 예는 양자점이다. 나노크기의 CdSe, CdTe, CdS 등의 반도체 입자를 코어로 하는 양자점은 여기된 전자가 전도대에서 가전자대로 떨어지면서 형광을 발생한다. 단순히 입자의 크기를 조절하여 다양한 색깔의 형광을 나타낼 수 있으므로 양자점 발광다이오드, 양자점 센서, 태양전지 등에 주로 이용된다. 발광다이오드에 적용할 경우 가시광 전 영역의 색 구현 및 고품질의 백색광을 구현할 수 있고 색재현성 및 연색성이 우수하여 조명, 의료 분야에 활용할 수 있다.

○ 국내의 경우 CdSe에 대한 연구가 활발한 편은 아니나 일부 대학에서 중요한 연구 성과를 내고 있다. 사례로서 전류측정 및 전류 변환장치에 활용 가능한 나노크기의 CdSe 양자점 함유 광섬유(2009년 광주과학기술원 한원택 교수팀). 실리콘 기판 위에 화합물반도체를 증착시켜 성능을 크게 개선할 수 있는 기술(2009년 한양대 오재응 교수팀), CdSe 반도체 나노결정의 코어 형성 과정에서부터 망간을 효율적으로 도핑하는 기술‘(2009년 서울대 현택환 교수팀), 음극과 양극의 역할을 바꾸어 기존보다 2~3배 이상 높은 에너지효율을 달성한 양자점 발광소자(2012년 서울대 이창희 교수팀) 등이 있다.

저자: Lijuan Zhao , Linfeng Hu , and Xiaosheng Fang
자료유형: 학술정보