Growth of monodisperse InP quantum dots (QDs) is a pressing requirement in display applications, as the size uniformity is related to color purity in display products. This study reports the colloidal synthesis of InP QDs in the presence of Zn precursors, in which size uniformity is markedly enhanced as compared to the case of InP QDs synthesized without Zn precursors. The nuclear magnetic resonance spectroscopy and mass spectrometry analyses on aliquots taken during the synthesis allowed monitoring the appearance of metal-phosphorus complex intermediates in the growth of InP QDs. In the presence of zinc carboxylate, intermediate species containing Zn-P bonding appears. The Zn-P intermediate complex with $P(SiMe_3)_3$ exhibits lower reactivity than In-P complex, which is corroborated by predictions based on density functional theory and electrostatic potential charge analysis. The formation of stable Zn-P intermediate complex results in lower reactivity, hence monodisperse QDs. Insights from the experimental and theoretical studies advance the mechanistic understanding and controlling of nucleation and growth of InP QDs, key to the preparation of monodisperse InP-based QDs in meeting the demand of display market.
양자점의 입자 균일도가 디스플레이 응용에 있어 색 순도로 직결됨으로 인해 균일한 크기를 갖는 인화 인듐 양자점의 합성이 요구된다. 본 학위논문에서는 인화 인듐 양자점 합성 과정에서 아연 전구체의 도입을 통해 양자점의 입자 균일도를 크게 개선하였다. 핵 자기공명 분광법, X선 광전자 분광법 및 질량분석법을 이용한 분석을 통해 인화 인듐 양자점의 성장단계에서 나타나는 금속-인 중간 복합체를 관찰하였으며, 특히 아연 전구체의 존재 하에서 아연-인 결합을 포함하는 중간 복합체를 관찰하였다. 인 전구체인 $P(SiMe_3)_3$ 로부터 파생된 아연-인 중간 복합체는 인듐-인 중간 복합체보다 낮은 반응성을 보이며, 이는 밀도 함수 이론과 정전위 전하 분석을 통한 계산결과와 일치한다. 이와 같은 결과는 안정한 아연-인 중간 복합체의 생성이 인화 인듐 양자점 성장의 반응속도를 낮추어 입자 균일도를 개선시켰음을 의미한다.
