분자선 에피택시(molecular beam epitaxy, MBE)로 성장된 InGaAs 양자점 레이저 다이오드(quantum dot laser diode, QD-LD)와 InGaAs 양자우물 레이저 다이오드(quantum well laser diode, QW-LD)의 특성을 비교하였다. 펄스 입력전류 하에서 문턱전류밀도(threshold current density, $J_{th}$), 특성온도(characteristic temperature, $T_0$), 온도에 따른 발진파장의 변화도($d{\lambda}/dT$)를 측정한 결과, 양자우물 레이저 다이오드는 $J_{th}\;=\;322\;A/cm^2,\;T_0\;=\;55.2\;K,\;d{\lambda}/dT\;=\;0.41\;nm/^{\circ}C$로 측정되었으며, 양자점 레이저 다이오드는 $J_{th}\;=\;116\;A/cm^2,\;T_0\;=\;81.8\;K,\;d{\lambda}/dT\;=\;0.33\;nm/^{\circ}C$로 측정되었다. 양자점 레이저 다이오드는 양자우물 레이저 다이오드와 비교하였을 때, 문턱전류밀도 및 발진 광 파워가 상대적으로 우수한 결과를 보여주었다.
We report the enhanced performance of poly(N-vinylcarbozole) (PVK)/poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS)-based quantum-dot light-emitting diodes by inserting the polyaniline:poly (p-styrenesulfonic acid) (PANI:PSS) interlayer. The QD-LED with PANI:PSS interlayer exhibited a higher luminance and luminous current efficiency than that without PANI:PSS. Ultraviolet photoelectron spectroscopy results exhibited different electronic energy alignments of QD-LEDs with/without the PANI:PSS interlayer. By inserting the PANI:PSS interlayer, the hole-injection barrier at the QD layer/PVK interface was reduced from 1.45 to 1.23 eV via the energy level down-shift of the PVK layer. The reduced barrier height alleviated the interface carrier charging responsible for the deterioration of the current and luminance efficiency. This suggests that the insertion of PANI:PSS interlayer in QD-LEDs contributed to (i) increase the p-type conductivity and (ii) reduce the hole barrier height of QDs/PVK, which are critical factors leading to improve the efficiency of QD-LEDs.
본 연구에서는 양자점(quantum dot, QD)에서의 전하트랩이 태양전지의 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, GaAs 모체 태양전지(MSC)의 활성층에 InAs/GaAs QD을 삽입한 $p^+-QD-n/n^+$ 태양전지(QSC)를 제작하여 그 특성을 비교 조사하였다. Stranski-Krastanow (SK)와 준단층(quasi-monolayer, QML)의 2종류 QD를 도입하였으며, 표준 태양광(AM1.5)에서 얻은 전류-전압 곡선으로부터 태양전지의 특성인자(개방전압($V_{OC}$), 단락전류($I_{SC}$), 충만도(FF), 변환효율(CE))를 결정하였다. SK-QSC의 FF값은 80.0%로 MSC의 값(80.3%)과 비슷한 반면, $V_{OC}$와 $J_{SC}$는 각각 0.03 V와 $2.6mA/cm^2$만큼 감소하였다. $V_{OC}$ 및 $J_{SC}$ 감소 결과로 CE는 2.6% 저하되었는데, QD에 의한 전하트랩이 주요 원인으로 지적되었다. 전하트랩을 완화시키기 위한 구조로서 QML-QD 기반 태양전지를 본 연구에서 처음 시도하였으나, 예측과는 달리 부정적 결과를 보였다.
Quantum Dot LED (QD LED) 조명은 소형의 크기, 좁은 대역파장, 긴 수명, 전자 시스템을 통한 제어가 용이하여 현재 시설재배에 이용되는 형광등, 할로겐램프, HID, HSP 램프의 단점을 보완할 수 있는 작물생육에 이상적인 광원으로서 잠재력을 가지고 있다. QD LED 조명을 이용하여 식물 병원성 미생물의 방제가 가능하다면 작물재배에 사용되는 인력 및 비용을 절감하고 화학적 방제제를 사용하지 않은 안전성 높은 생산물을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 식물공장 및 온실에서 많이 재배되고 있는 상추에 큰 피해를 입히는 주요 식물 병원성 곰팡이에 대한 QD LED 조명의 영향과 생장억제효과를 확인하기 위해 시행하였다. 상추에 주로 발생하여 작물에 피해를 입히는 Rhizoctonia solani, Phytophthora drechsleri, Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotinia minor, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Pectobacterium carotovorum, Xanthomonas campestris균을대상으로 QD LED 조명에 의한 균사생장억제 효과를 조사하였으며 처리한 6종류의 조명 중 BLUE (450 nm) 조명은 Sclerotinia sclerotiorum는 50 cm 거리에서 16.7%의 억제율을 보였으며 30 cm 거리에서 94.1%의 균사생장억제율을 보였다. S. minor는 50 cm 거리에서 80.4%, B. cinerea는 50 cm 거리에서 36.3%의 균사생장이 억제되었으며 30 cm 거리에서 S. minor와 B. cinerea는 100%의 균사생장억제율을 보였다. 15 cm 거리에서는 3종의 병원균 모두 100%의 억제율을 보였다. QD RED (M1), QD RED (M2)조명은 30 cm와 15 cm 거리에서 Sclerotinia minor와 Botrytis cinerea의 균사생장을 100% 억제했으며 Sclerotinia sclerotiorum의 경우 30 cm 거리에서 QD RED (M1)과 QD RED (M2)조명에 대해 각각 75.2%, 100%의 억제율을 보였으나 15 cm 거리에서는 각각 5.8%, 36.3%의 억제율을 보였다. 상추에 병원균을 접종하여 LED 광원 하에 생장을 확인한 결과 QD RED (M2)광원에서 S. sclerotiorum의 감염을 59.9% 억제하였고 S. minor는 BLUE (450 nm), QD RED (M1), QD RED (M2) 광원에서 59.9%의 억제율을 보였다. B. cinerea의 경우 BLUE (450 nm) 광원에서 84%의 높은 억제율을 보였다.
Dung, Mai Xuan;Mohapatra, Priyaranjan;Choi, Jin-Kyu;Kim, Jin-Hyeok;Jeong, So-Hee;Jeong, Hyun-Dam
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제33권5호
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pp.1491-1504
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2012
InP quantum dot (QD)-organosilicon nanocomposites were synthesized and their photoluminescence quenching was mainly investigated because of their applicability to white LEDs (light emitting diodes). The as-synthesized InP QDs are capped with myristic acid (MA), which are incompatible with typical silicone encapsulants. We have introduced a new ligand, 3-aminopropyldimethylsilane (APDMS), which enables embedding the QDs into vinyl-functionalized silicones through direct chemical bonding. The exchange of ligand from MA to APDMS does not significantly affect the UV absorbance of the InP QDs, but quenches the PL to about 10% of its original value with the relative increase in surface related emission intensities, which is explained by stronger coordination of the APDMS ligands to the surface indium atoms. InP QD-organosilicon nanocomposites were synthesized by connecting the QDs using a short cross-linker such as 1,4-divinyltetramethylsilylethane (DVMSE) by the hydrosilylation reaction. The formation and changes in the optical properties of the InP QD-organosilicon nanocomposite were monitored by ultraviolet visible (UV-vis) absorbance and steady state photoluminescence (PL) spectroscopies. As the hydrosilylation reaction proceeds, the QD-organosilicon nanocomposite is formed and grows in size, causing an increase in the UV-vis absorbance due to the scattering effect. At the same time, the PL spectrum is red-shifted and, very interestingly, the PL is quenched gradually. Three PL quenching mechanisms are regarded as strong candidates for the PL quenching of the QD nanocomposites, namely the scattering effect, F$\ddot{o}$rster resonance energy transfer (FRET) and cross-linker tension preventing the QD's surface relaxation.
To achieve high-performance colloidal quantum dot light-emitting diodes (QD-LEDs), the use of a densely packed QD film is crucial to prevent the formation of leakage current pathways and increase in interface resistance. Spin coating is the most common method to deposit QDs; however, this method often produces pinholes that can act as short-circuit paths within devices. Since state-of-the-art QD-LEDs typically employ mono- or bi-layer QDs as an emissive layer because of their low conductivities, the use of a densely packed and pinhole-free QD film is essential. Herein, we introduce the Langmuir-Blodgett (LB) technique as a deposition method for the fabricate densely packed QD films in QD-LEDs. The LB technique successfully transfers a highly dense monolayer of QDs onto the substrate, and multilayer deposition is performed by repeating the transfer process. To validate the comparability of the LB technique with the standard QD-LED fabrication process, we fabricate and compare the performance of LB-based QD-LEDs to that of the spin-coating-based device. Owing to the non-destructiveness of the LB technique, the electroluminescence efficiency of the LB-based QD-LEDs is similar to that of the standard spin coating-based device. Thus, the LB technique is promising for use in optoelectronic applications.
서로 다른 성장조건 하에서 자발형성 InAs 양자점 (quantum dot, QD)을 제작하고. 그 특성을 photoluminescence (PL) 로 분석하였다. 비교적 높은 기판온도에서 성장된 QD 시료들의 PL 스펙트럼에서 분명한 차이를 나타내는 double-peak이 관측되었다. 온도 및 여기광 출력의존성 (temperature- and excitation power dependence) PL을 이용하여 그 double-peak이 서로 다른 크기분포를 가지는 두개의 InAs QD집단에서의 기저발광 (Eo) 에 의한 peak 임을 알 수 있었다. 게다가 이중크기분포에서 InAs 두께변화는 서로 대립되는 두 QD집단에서 QD 수의 변화를 초래한다는 것 또한 증명하였다.
크기가 다른 양자점 (chirped 양자점) 구조에 대하여 전기발광 (Electroluminescence, EL) 특성과 광발광 (Photoluminescence, PL) 특성을 측정하고 비교 분석하였다. PL 특성에서는 양자점의 기저준위에 의한 피이크가 우세하게 나타난 반면, EL 특성에서는 여기준위에 의한 특성이 우세하게 나타났다. 이와 같은 특성비교로부터 기저준위도 EL 특성에 영향을 미칠 수 있도록 chirped 양자점 구조를 설계하면 파장대역폭이 더욱 넓은 고휘도 발광소자 개발이 가능할 것임을 제안하였다.
Quantum dot (QD) is an emerging novel nanomaterial that has wide applicability and superior functionality with relatively low cost. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy has been contributed to elucidate various features of QDs and to improve their overall performance. In particular, NMR spectroscopy becomes an essential analytical tool to monitor and analyze organic ligands on the QD surface. In the present mini-review, application of NMR spectroscopy as a superb methodology to appreciate organic ligands is discussed. In addition, it was recently noted that ligands exert rather greater influence on diverse features of QDs than our initial anticipation, for which contribution of NMR spectroscopy is briefly reviewed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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