Semiconductor quantum dots have attracted much attention in next generation displays, due to the fact that their tunable band gaps and narrow emission bandwidths allow wide gamuts in color space. Thus far, green and red quantum dots have already achieved theoretical external quantum efficiencies of 20% in light-emitting devices. However, blue quantum dots still lagged behind in efficiency. Recently, it has been reported that external quantum efficiency can be enhanced by morphology control of quantum structure. In particular, quantum rods are considered as one of the potential structures for improving efficiency. In this thesis, Chapter 1, recent researches of next generation display using semiconductor quantum dots and quantum rods are introduced. In Chapter 2, Cd-free ZnSe@ZnS quantum rods have been synthesized with a tunable aspect ratio by varying the relative amount of metal precursors and solvents. The photonic properties of quantum rod are characterized in detail. In Chapter 3, we expected that the insertion of tellurium into the ZnSe@ZnS quantum rods would largely vary the fluorescence wavelength to the lower energy region. Therefore, Cd-free ZnTeSe@ZnS quantum rods were attempted to synthesize by the alloy with tellurium in the presence of amine ligands. The photo-enhanced emission was successfully tuned by adjusting the amount of tellurium in the quantum rods.
In conclusion, this work provided not only a facile synthesis method of ZnSe@ZnS quantum rods but also the roles of quantum rod structure with a variable aspect ratio when adapted in LED. In addition, the emission range of ZnTeSe@ZnS was successfully tuned from violet to green by changing the alloy of tellurium.
반도체 양자점은 조절 가능한 밴드갭과 좁은 방출 밴드 너비로 인하여 넓은 색 영역을 나타낼 수 있어 차세대 디스플레이로서 각광받고 있다. 지금까지, 녹색 및 적색 양자점은 이미 발광 소자에서 이론적인 외부 양자 효율 수치인 20%를 달성했다. 하지만, 청색 양자점 경우 여전히 효율적인 면에서 뒤떨어지고 있다. 최근, 양자 구조의 형태에 의해 외부 양자 효율이 향상 될 수 있다고 보고 되었다. 특히, 양자 막대는 효율 개선을 위한 잠재적 구조 중 하나로 간주 되고 있다. 본 논문 1장에서는 반도체 양자점과 양자 막대를 이용한 차세대 디스플레이에 대한 최근 연구를 소개하였다. 2장에서는 조절 가능한 종회비를 가진 비 카드뮴계 ZnSe@ZnS 양자 막대를 금속 전구체와 용매의 상대적인 양 변화를 통해 합성하였다. 양자 막대의 광학적 특성에 대해서도 상세하게 서술하였다. 3장에서는 ZnSe@ZnS 양자 막대에 텔루륨 도입을 통해 낮은 에너지 영역으로 변화될 것을 기대했다. 따라서 비 카드뮴계 ZnTeSe@ZnS 양자 막대를 아민 계열 리간드의 존재하에서 텔루륨의 합금을 통한 합성을 시도하였다. 양자 막대에서 텔루륨의 양을 조정함으로써 광 발광이 성공적으로 조정되었다.
결론적으로, 이 연구는 ZnSe@ZnS 양자 막대의 손쉬운 합성 방법뿐만 아니라 LED에 적용하였을 때 종횡비를 가지는 양자 막대 구조의 역할까지 확인하였다. 또한 텔루륨의 합금을 통해 ZnTeSe@ZnS 발광 범위를 보라색에서 녹색까지 성공적으로 조절하였다.
