This studies describes the use of thick shell QDs as a core to be passivated by thin silica shell on the surface in order to maintain the brightness and enhance stability for display or lightening application. The coating with silica shell on the QDs surface is widely used to enhance stability against oxidation by blocking the exposure to oxygen or water. Even though silica coating on the QD surface has been improved in recent years, the literature is lacking a demonstration of QD@SiO2 with high brightness. By using thick-shell quan-tum dots, the PL QY was maintained as 72 %, which is the best record to our knowledge. Furthermore, the practical issue for a film formation application was also focused. The thickness was fine-tuned to adjust the concentration for each application, and we obtained silica-coated QDs ranging from 6 nm to 26 nm without any change in emission peak. In addition, the morphology of the resultant particle was adjusted by lowering the entire concentration of the reaction batch, optimizing the number of quantum dots embedded in one sili-ca sphere close to unity. Using this method, the optical interference can be avoided by keeping distance be-tween particles. For the film formation, treatment of silica particles with organoalkoxy silane was performed by enhancing the affinity to polymer. The ODTMS-treated QD@SiO2 NPs were successfully incorporated into a polymer matrix for the film formation, which presented the possibility of display or brightening applica-tions.
양자점은 양자구속효과를 나타내는 반도체 나노 입자로 기존 발광물질에 비해 높은 효율과 색순도를 갖기 때문에, 디스플레이나 조명 산업에서 차세대 발광 물질로 각광받고 있다. 그러나 안정성 측면에서는 아직 실제 장치에 응용되기에 부족하여 양자점의 발광 수명에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 양자점 표면이 산소에 노출되지 않도록 하는 것이 중요해 양자점의 표면을 실리카 층으로 둘러싸 표면을 보호하는 연구가 이루어지고 있다. 실리카의 효과로 산화 안정성이 증가한 기존 사례는 많았으나, 실리카를 성장시키는 조건이 혹독하여 발광효율이 크게 떨어졌기 때문에 효율성 측면에서는 아쉬운 점이 있었다. 따라서 본 연구에서는 실리카를 두꺼운 껍질을 갖는 양자점 표면에 성장시킴으로써 기존 양자점 발광효율의 85%까지 유지할 수 있었다. 이 외에도 양자점 진하게 농축시킬 수 있도록 실리카 껍질 두께를 얇게 조절하는 실험도 함께 진행했다. 또한, 실리카 층을 균일하게 하고 양자점 간의 광학 상호작용으로 효율이 떨어지지 않게끔 실리카 내부 양자점 개수를 1에 가깝도록 최적화했다. 마지막으로 실리카가 씌워진 양자점 외부에 기다란 탄소 사슬이 위치하도록 처리함으로써 폴리머와의 친화성을 높였고 이후 폴리머 필름에 양자점을 섞어 양자점 필름을 만들어 보였다.
