전기화학 중합방법을 이용하여 합성한 Poly (3-methylthiophene) 나노선과 CdSe/ZnS 양자점 하이브리드 구조체의 발광특성 변화 연구
- 주제(키워드) P3MT , 나노선 , 양자점 , 전기화학중합 , 에너지 전달 , FRET
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 주진수
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위구분 석사
- 학과 일반대학원 물리학과
- 원문페이지 80 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000038625
- 본문언어 한국어
- 제출원본 000045746103
초록/요약
도핑(doping) 혹은 디도핑(de-doping)된 poly (3-methylthiophene) (P3MT) 나노선(nanowire)을 전기화학 중합 방법으로 합성하였으며, 그 표면에 기능기(functional group)가 붙어있는 CdSe/ZnS core-shell 양자점(quantum dot)을 고르게 흡착하였다. 양자점은 발광이 472 nm, 532 nm의 파장을 갖는 양자점을 사용하였다. 양자점의 광발광(photoluminescence) 스펙트럼은 P3MT 나노선의 광흡수 스펙트럼의 영역과 대부분 겹치는 것을 확인할 수 있다. 공초점 현미경을 통해 양자점과 하이브리드한 P3MT 나노선의 광발광 특성을 측정하였고, 그 결과 도핑된 나노선과 디도핑된 나노선 두 가지 경우 모두 양자점과 흡착하였을 때 광발광 세기가 증가하는 것을 관찰하였다. 이를 통해 양자점과 나노선 사이의 에너지 전달 현상을 확인하였다. 도핑된 나노선을 양자점과 하이브리드 한 경우에 더 약한 에너지 전달 효율을 보였고, 이는 양자점과 P3MT 사슬 간의 에너지 전달에 도펀트(dopant)가 차폐 효과를 가져다 주는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 시분해 광발광 감쇠 곡선을 통해 측정한 하이브리드 P3MT 나노선의 엑시톤(exciton) 수명의 감소로 확인하였다.
more초록/요약
The doped and de-doped poly (3-metyhlthiophene) (P3MT) nanowires (NWs) were synthesized by electrochemical polymerization method, and the functionalized CdSe/ZnS core-shell quantum dots (QDs) with blue and green light emission were homogeneously attached to the surface of the NWs. The photoluminescence (PL) spectra of the QDs were mostly overlapped with the optical absorption bands of the P3MT NWs. From laser confocal microscope PL of the hybrid QDs/P3MT NWs, we observed the drastic enhancement of PL intensity of both doped and de-doped P3MT NWs by the energy transfer effect from the QDs to the NWs. The hybrid QDs/de-doped NWs exhibited higher energy transfer efficiency, because of relatively weak screening effect without the dopants for energy transfer between the QDs and the P3MT main chains. This confirmed by the shortening of exciton lifetime of QDs in the hybrid NWs through time-resolved PL decay curves.
more목차
1. 서론 1
2. 이론 4
2.1 전도성 고분자 4
2.2 전기화학 중합 9
2.2.1 Diaz 메커니즘 10
2.2.2 Kim 메커니즘 15
2.2.3 Pletcher 메커니즘 17
2.3 양자점 19
2.3.1 양자 제한 효과 및 광학적 특성 20
2.3.2 상태 밀도 함수 27
2.3.3 Förster Resonance Energy Transfer (FRET): 양자점 응용 29
3. 실험 방법 31
3.1 시료의 합성 31
3.1.1 Poly (3-methylthiophene) (P3MT) 나노선 제작 31
3.1.2 양자점 제작 및 나노선과의 흡착 34
3.2 주사 전자 현미경 36
3.3 투과 전자 현미경 38
3.4 자외선 및 가시광선 흡수 분광법 41
3.5 레이저 공초점 현미경(LCM-PL) 분광법 42
3.6 시분해 형광 공초점 현미경(Time-resolved confocal PL microscope) 분광법 44
4. 실험 결과 및 토의 47
4.1 주사 전자 현미경 및 투과 전자 현미경 관찰 47
4.2 자외선 및 가시광선 흡수 분광법 실험 결과 50
4.3 공초점 현미경 광발광 분광법(LCM-PL) 실험 결과 54
4.4 시분해 형광 공초점 현미경(Time-resolved confocal PL microscope) 분광법 실험 결과 59
5. 결론 65
Bibliography 67
