탄소 점 분말의 발광 변조 및 백색광 구현

전문가 제언

○ 현재 반도체 형 양자 점 발광체에 대한 연구는 상용화 단계까지 진전되었지만, 이들이 갖는 몇 가지 단점들, 즉, 화학적 안정성의 결여, 독성, 발광 색상의 변조에 따른 합성의 어려움, 높은 제조 단가 등을 가지고 있어 첨단 소재로서의 응용에 있어 한계점에 도달하였다. 10nm 보다 작은 크기를 갖는 탄소 점들로부터 발광이 관찰되면서부터 이의 제조법과 이에 따른 발광 색상의 변조, 더 나아가 광전자 디바이스, 광촉매, 감지기 및 탐침제, 약물 전달체 등에 활용하기 위한 연구가 활발히 수행되고 있다.

 

○ 국내에서도 CD에 대한 연구가 대학 및 연구소를 중심으로 수행되고 있다. 대표적으로 포항공대의 이시우 연구팀, 울산 과기대의 김병수 연구팀, 전북대학교의 김학용 연구팀 등이 고 발광성 CD의 합성 및 합성법에 따른 광발광 특성을 규명하고 있다. 또한 KIST 배수광 연구진은 CD 합성의 스케일-업에 대하여 연구하고 있다.

 

○ CD의 발광 색상은 들뜸 광의 파장에 영향을 받는다. 이것은 합성된 CD 입자 크기 및 표면의 부동화 상태의 다양성으로부터 기인되기 때문이다. CD에 N 혹은 S 원자 등을 도핑은 발광의 색상이 들뜸 광에 영향을 받지 않거나 발광의 효율이 증가하는 경향을 보여주고 있다. 하지만, 가장 근본적인 문제점은 용매에 분산되었을 경우와는 달리 고체 분말 상태에서 자기 소광에 의한 발광의 효율이 감소하는 점이다.

 

○ Poly(vinyl alcohol) (PVA)을 C의 전구체로 ethylenediamine을 N의 전구체로 사용하는 N 도핑된 CD의 합성법은 잘 활용된 방법 중에 하나다. 기존의 합성법과 다른 점은 과량의 PVA를 공급하여 CD 표면을 PVA로 둘러싸이게 한 점이다. 이렇게 함으로서 분말 상태에서 뭉침에 의한 코어와 코어 간의 CD 입자들의 자기 소광을 막을 뿐 만 아니라, 바깥 쪽 입자로부터 안쪽의 입자로의 에너지 전달이 일어나 발광의 색상이 청색에서 황녹색으로 적색이동이 일어나 백색광을 구현할 수 있다. 자기 소광의 방지와 함께 백색광 구현에 대한 연구 결과는 CD 개발에 매우 중요한 전기를 제공하고 있다.

저자

Yonghao Chen, Mingtao Zheng, Yong Xiao, Hanwu Dong, Haoran Zhang, Jianle Zhuang, Hang Hu, Bingfu Lei, Yingliang Liu

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

28()

잡지명

Advanced Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

312~318

분석자

강*길

분석물

• 탄소점 분말의 발광변조 및 백색광 구현.pdf [493,761 byte]

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