실리콘 나노결정 및 실리콘-폴리머 하이브리드

전문가 제언

○ 다른 반도체 양자점에 비하여 실리콘 나노결정(Si-NC)은 원가도 저렴하며 독성도 낮고 또한 광전자 디바이스로의 활용성이 매우 높은 장점을 가지고 있지만 이에 대한 연구는 기초단계에 놓여있다. 최근에 Si -NC표면의 기능화에 따른 PL의 특성 변화 및 이에 대한 응용에 대하여 중점적으로 연구가 진행되고 있다.

 

○ Si-NC의 제조방법에 따라 나노결정체의 표면은 수소, 할로겐원자들이 결합되어 응용성에 제한을 받게 된다. 일반적인 반도체 양자점과는 달리 코어-쉘 구조를 갖지 못하여 특유한 띠간격 방출(band gap emission) 전이가 활성화되지 못한다. 이러한 약점들을 개선하기 위하여 Si-NC표면에 몇 가지 방법들을 적용하여 유기분자 및 폴리머들로 치환 결합시킬 수 있다.

 

○ Si-NC의 경우 원적외선 영역의 광을 방출하지만 표면에 결합된 기능기에 따라 근적외선에서부터 청색까지의 발광을 유도할 수 있다. 대부분의 경우 표면 기능화에 의해 방출되는 Si-NC의 밴드 갭 방출은 근적외선 영역에 해당된다. 아민그룹으로 기능화하면 PL의 파장이 청색 영역까지 짧아지며 PL 광효율도 몇 십 배 증가한다. 현재까지 이에 대한 규명은 아직까지 밝혀지지 않았다.

 

○ 국내에서도 ETRI의 허철연구팀 및 경희대 최석호연구팀 등이 Si-NC에 대한 연구를 수행하고 있다. 대부분 Si NC를 실리콘 카바이드의 필름이나 ZnO 필름 등에 도핑시켜 광전자 디바이스나 LED로의 응용에 대한 연구들이다. 국내에서는 Si-NC/하이브리드에 대한 연구는 아직 이루어지지 않고 있다.

 

○ Si-NC/하이브리드에 대한 기초학문적 연구 및 응용은 기초단계에 놓여 있다. OLED 디바이스, 광전자디바이스 외에도 촉매로의 응용성은 매우 높다. 앞으로 하이브리드에 의한 Si-NC표면의 안정성 확보뿐만 아니라 큰 규모로의 양산기술 확보도 해결되어야 한다. 따라서 Si-NC의 제조기술 및 표면화학에 대한 연구는 새로운 핫 이슈가 될 것이다.

저자

Mita Dasog, Julian Kehrle, Bernhard Rieger, Jonathan G. C. Veinot

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

55()

잡지명

Angewandte Chemie International Edition

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

2322~2339

분석자

강*길

분석물

• 실리콘 나노결정 및 실리콘-폴리머 하이브리드.pdf [518,713 byte]

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