Colloidal semiconductor nanoplatelets (NPLs) are two-dimensional nanocrystals that are as thin as a few atomic layers and grow from several to several tens of nanometers in the lateral direction. NPLs exhibit the 1D quantum confinement effect in their thickness direction. As a result, they have unique optical and electrical properties. Especially, NPLs have optical anisotropy induced by their structural anisotropy. NPLs have linearly polarized emission along their long-axis, and have in-plane oriented transition dipole that emits directed light in a direction perpendicular to the surface. These properties are useful for the light emitting device and thus NPLs are one of promising materials for next generation display. This study focused on the shape and optical anisotropy of colloidal semiconductor NPLs and their application in light emitting diode. First, mechanism of anisotropic lateral growth and morphology control is suggested. Next, effect of shape anisotropy on the polarized emission from NPLs and the origin of shape dependence of polarization is studied. In addition, heterostructured NPLs with tunable emission in visible range were synthesized via cation exchange and applied in light emitting diodes.
콜로이드 반도체 나노판상입자는 수 원자층 수준의 얇은 두께를 가지며 옆면 방향으로는 수에서 수십 나노미터까지 성장하는 이차원 나노 입자이다. 두께 방향으로 1차원적 양자 구속 효과를 받으며, 이로 인해 독특한 광학적, 전기적 특성을 가지고 있어 많은 주목을 받고 있다. 특히, 구조적 비등방성으로부터 유도된 광학적 이방성을 가진다. 장축 방향으로 편광된 빛을 방출하며, 입자의 전이 쌍극자가 면과 평행한 방향으로 배열되어 대부분의 빛이 면과 수직한 방향으로 편향되어 방출되는 특성을 가진다. 이러한 광학적 이방성은 디스플레이에서 매우 유용하게 사용될 수 있어 차세대 발광 소재로 각광받고 있다. 본 논문에서는 반도체 나노판상입자의 성장 및 광학적 이방성 제어와 발광소자에서의 응용에 주목하였다. 비등방 이차원 성장과 입자의 모양 조절 메커니즘을 제시하였으며, 나노판상입자의 모양 이방성에 따른 편광 발광 특성의 변화와 그 원인에 대해 연구하였다. 또한, 양이온 치환 반응을 이용하여 반도체 나노판상입자의 발광 파장을 자유로이 조절하고, 발광 소자에 적용하여 그 특성을 분석하였다.
