반도전성 나노입자 정보

반도체 물질의 나노입자는 1~20nm 범위의 3차원을 모두 가지며 새로운 전자적, 자기적, 촉매적, 광학적 특성을 가지고 있습니다. 이는 표면 대 부피 비율이 크고 크기가 감소하기 때문입니다. 입자의 직경이 엑시톤 보어 직경에 접근함에 따라 전하 캐리어는 자유도가 0인 3차원으로 제한됩니다. 기하학적 제약의 결과로 전자는 입자 경계를 느끼고 에너지를 조정하여 입자 크기에 반응합니다. 양자 크기 효과로 알려진 이 현상으로 인해 고체의 연속적인 밴드가 이산적이고 양자화된 수준으로 분할되고 "밴드갭"이 증가합니다.
준비 방법
화학기상증착법, 분자빔 에피택시법과 같은 기존의 방법이 사용되어 왔지만 기판에 부착되거나 매트릭스에 내장된 입자를 생성하여 응용 가능성이 제한된다는 한계가 있습니다.
콜로이드 액세스
나노 입자에 대한 콜로이드 접근은 덩어리와 추가 성장을 방지하는 역할을 하는 안정제가 있는 균질한 용액에서 침전 반응을 수행함으로써 달성됩니다. 결정의 콜로이드 성장 안정성은 유전 상수가 낮은 용매를 사용하거나 스티렌/말레산 공중합체와 같은 안정제를 사용하여 향상시킬 수 있습니다.
오스트발트 숙성
오스트발트 숙성으로 알려진 과정에서 덜 안정적인 작은 결정이 용해되어 더 크고 안정적인 결정으로 재결정됩니다. 이 방법이 효과적이려면 나노 입자의 용해도가 낮아야 하며, 이는 용매, pH 및 부동태화제의 신중한 선택에 의해 달성될 수 있습니다.
열분해 저온 콜로이드 경로와 관련된 문제는 고온에서 열분해되는 전구체를 고비점 배위 용매에 주입하여 극복할 수 있습니다. 이 경로는 휘발성 금속 알킬(디메틸카드뮴)과 칼코겐 소스 트리-n-옥틸포스핀 셀레나이드(TOPSe)를 사용하며, 트리-n-옥틸포스핀(TOP)에 분산되고 뜨거운 TOPO(트리-n-옥틸포스핀 옥사이드)에 주입됩니다. 이 방법으로 생성된 입자는 단분산 및 결정질입니다.
화학적 경로
나노 입자에 대한 대체 화학적 경로는 금속-칼코겐화물 결합이 가능한 단일 분자 전구체를 사용하여 고품질 나노 입자에 대한 매우 효율적인 경로임이 입증되었습니다. 전구체의 분해는 전구체 공급이 고갈될 때 발생하는 성장의 종료와 함께 나노입자의 형성을 유도합니다. 초기 주입 후 핵의 제어된 성장이 뒤따르는 빠른 핵형성이 있습니다. 나노 입자가 원하는 크기에 도달하면 용액을 빠르게 냉각시켜 추가 성장을 억제합니다. 나노결정은 초기 용매와 섞일 수 있는 다른 용매를 추가하여 성장 용액에서 분리됩니다. 생성된 탁한 용액을 원심분리하고 나노입자를 분말 형태로 분리한다. 알킬티오우레아의 금속 착물은 또한 나노입자 합성을 위한 매우 우수한 전구체로 입증되었습니다.