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2025년 11월 19일 (수) 17:30 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 구획화 나노 물질에 대한 연구

영문 : development of segmental nano structure

과제 팀명

Nano road

지도교수

김다흰 교수님

개발기간

2025년 9월 ~ 2025년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 화학공학부·과 20203400** 손*호(팀장)

서울시립대학교 화학공학부·과 202134000** 임*영

서울시립대학교 화학공학부·과 20229100** 한*우

서울시립대학교 국제관계학부·과 20221500** 이*영

서울시립대학교 환경원예학부·과 20205200** 임*영

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

본 연구에서는 기존 0차원 Quantum dot(QD)의 한계를 극복하기 위해 높은 편광도와 양자 수율을 가지는 비등방성 물질인 nanorod를 연구하고자 한다.

특히, rod-in-rod 구조의 core/shell CdSe/CdS nanorod를 합성하여 기존 QD 혹은 dot-in-rod 대비 향상된 광학적 특성을 확보하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 amine을 이용한 etching method를 활용하여 크기를 조절하고, UV-visible spectroscopy 및 photoluminescence spectroscopy 등의 분석을 통해 개선된 광학 특성을 평가한다.

본 연구를 통해 합성된 rod-in-rod 구조의 nanorod는 높은 색 순도와 색 표현력을 가지며, 크기 조절을 통해 원하는 색을 구현할 수 있어 디스플레이, 조명, 바이오 이미징 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

개발 과제의 배경

최근 양자점 (Quantum dot, QD)은 디스플레이, 에너지, 태양전지, 바이오 등 다양한 분야에서 각광받고 있다. 특히 QLED, QD-OLED 등 Quantum dot 디스플레이가 차세대 TV로 급부상 하면서 양자점 시장이 활발해지고 있다. 양자점은 양자 구속 효과로 인해 크기에 따라 발광하는 빛의 색이 달라지며, 이러한 발광 특성으로 인해 Cd으로 대표되는 Cadmium Selenide (CdSe), Cadmium Surfide (CdS) 등의 양자점이 연구되고 있다. 하지만 기존에 사용되는 Quantum dot은 0차원의 형태로, 모든 방향에서 빛이 방출되기 때문에 방출 되는 빛 중 일부만 사용 가능하다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이를 보완할 수 있는 높은 편광도, 양자수율과 방출강도 특성을 가지는 비등방성 물질인 nanorod를 연구하려 한다. 또한 합성된 Nanorod seeds에 rod 형태의 shell을 씌워 표면결함 등을 더 보완시킨 rod-in-rod structure를 합성 후, 이를 etching시켜 원하는 크기의 rod를 만들고, 광학특성을 개선하려 한다. 이러한 방식으로 합성하게 된다면, 높은 색 순도와 색 표현이 가능해진다. etching을 통해 표면이 균일하지 않은 물질들도 균일한 표면으로 만들 수 있을 뿐만 아니라, 크기를 조절하여 방출하는 색을 선택할 수 있다.

개발 과제의 목표 및 내용

최종 목표 □ Amine을 이용한 Etching Method를 통해 rod-in-rod 구조의 core/shell CdSe/CdS 의 광학 특성 개선 연구 세부 목표 □ Quantum dot과 nanorod에 관한 논문들을 살펴보면서 nanorods의 차별점과 장단점을 분석한다. □ 다양한 core/shell 구조의 nanorods에 관한 논문들을 살펴보면서 “dot in rod”의 형태와 “rod-in-rod” 형태의 공통점과 차이점을 분석한다. □ “rod-in-rod”형태의 물질의 합성을 위해 rod 형태의 seed synthesis method에 관한 논문들을 탐색하고 각 method의 차이점을 분석한다. 그 후, CdSe nanorods seed를 합성한다. □ hot injection method를 통해 rod-in-rod 구조의 core/shell CdSe/CdS를 합성하고 Shell이 잘 합성되었는지 확인한다. □ amine을 활용한 etching method를 통해 rod-in-rod 구조의 core/shell CdSe/CdS를 변화시켜 UV-visible spectroscopy, photoluminescence spectroscopy 등을 활용하여 CdSe nanorods 특성에 대해 분석한다.

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ====개발 과제 요약====
-□ 본 연구에서는 기존 0차원 Quantum dot(QD)의 한계를 극복하기 위해 높은 편광도와 양자 수율을 가지는 비등방성 물질인 nanorod를 연구하고자 한다.
+*본 연구에서는 기존 0차원 Quantum dot(QD)의 한계를 극복하기 위해 높은 편광도와 양자 수율을 가지는 비등방성 물질인 nanorod를 연구하고자 한다.
-□ 특히, rod-in-rod 구조의 core/shell CdSe/CdS nanorod를 합성하여 기존 QD 혹은 dot-in-rod 대비 향상된 광학적 특성을 확보하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 amine을 이용한 etching method를 활용하여 크기를 조절하고, UV-visible spectroscopy 및 photoluminescence spectroscopy 등의 분석을 통해 개선된 광학 특성을 평가한다.
-□ 본 연구를 통해 합성된 rod-in-rod 구조의 nanorod는 높은 색 순도와 색 표현력을 가지며, 크기 조절을 통해 원하는 색을 구현할 수 있어 디스플레이, 조명, 바이오 이미징 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
+*특히, rod-in-rod 구조의 core/shell CdSe/CdS nanorod를 합성하여 기존 QD 혹은 dot-in-rod 대비 향상된 광학적 특성을 확보하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 amine을 이용한 etching method를 활용하여 크기를 조절하고, UV-visible spectroscopy 및 photoluminescence spectroscopy 등의 분석을 통해 개선된 광학 특성을 평가한다.
+*본 연구를 통해 합성된 rod-in-rod 구조의 nanorod는 높은 색 순도와 색 표현력을 가지며, 크기 조절을 통해 원하는 색을 구현할 수 있어 디스플레이, 조명, 바이오 이미징 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
 ====개발 과제의 배경====