Quantum dot (QD) is a nano-scale semiconductor, which has quantum confinement effect. Representative character of the QD is that when size of the QD is below Bohr radius, bandgap of the QD is changed by the size. Using this advantage, the QD has been vigorously studied for opto\electronic applications, such as solar cells, lightings, light-emitting diodes, photocatalysts, photodetectors and so on. In this dissertation, I enhanced optoelectrical efficiency of the QD applications using heterojunction properties between the QD and low dimensional nanomaterials, and suggested more applicability of the QD. Current efficiency of QD-based light emitting diodes was enhanced through heterojunction between 0-D ZnS nanoparticles and the QD. In addition, adapting heterojunction between carbon nanofiber and the QD, photocatalytic hydrogen production efficiency was enhanced. The former took advantage of a heterojunction property of suppressing non-radiative energy transfer between QDs, and the latter used a heterojunction property of splitting electron-hole pairs in the QD.
양자점은 반도체 나노 입자로 보어 반지름 이하로 크기가 작아지면 양자구속효과에 의하여 물리학적 성질이 변화하는 특징을 가지는 물질이다. 대표적으로 밴드갭이 입자 크기에 따라 변하는 특징을 가지고 있으며, 이 점을 이용하여 태양전지, 조명장치, 발광다이오드, 광촉매, 광검출기 등 광전자 응용 분야에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 학위 연구에서는 양자점과 0차원 또는 1차원의 나노 구조체의 이형 접합 특성을 이용하여 다양한 광전자 응용 분야의 적용가능성과 효율 향상을 타진한다. 0차원의 ZnS 나노 구조체를 이용한 이형 접합 특성을 이용하여 양자점간 발생하는 비발광 에너지 전이를 막아 양자점 기반 발광다이오드의 효율을 향상시킬 수 있었으며, 1차원의 탄소 나노섬유 구조체를 이용하여 양자점 내의 전하의 분리를 유도하고 광촉매로 적용하여 수소 생성 효율을 향상시켰다.
