광발광 및 전기 발광에서 양자점의 응용 개발은 무엇입니까?

반도체 나노결정[1-5]의 새로운 물리적 현상이 발견된 후, 퀀텀닷(QD)을 사용하는 많은 잠재적 어플리케이션이 발견되었습니다. 양자 감금 효과와 양자 크기 효과로 인해 반도체 퀀텀닷은 넓은 발산 스펙트럼, 좁은 반값 폭, 조정 가능한 파장 및 솔루션 처리 등의 특성을 가지고 있으며, 광범위한 주목을 받고 있습니다 [6-9]. 30년 이상의 개발 끝에 퀀텀닷 소재는 '그린 합성 루트'를 달성했으며, 성능이 점차 개선되어 산업화된 제품의 생산과 공급을 가능하게 했습니다. 현재 상용 애플리케이션을 위한 광발광 장치가 개발되었으며, 이 일련의 장치는 LED 조명에 사용되었습니다. 그리고 디스플레이 필드 [10-12]. 특히 디스플레이 분야에서는 CDSe와 같은 퀀텀닷은 매우 좁은 선 너비, 높은 색상 채도 및 강력한 색상 재생 기능을 가지며, 이는 ntsc 색 영역의 120% 이상에 도달할 수 있어 제조업체와 휴대 전화 화면 공급업체가 찾는 세계에서 대부분의 TV를 유발하고 있습니다. 소니는 2013년 첫 퀀텀닷 TV를 출시한 이래 TCL, 삼성, LG, 나노징 테크놀로지 와 같은 여러 퀀텀닷 제품을 출시했으며, TV, 휴대전화, 컴퓨터 모니터 등 다양한 분야를 다루고 있습니다[15,16]. 2018 년 미국에서 열린 CES 전시회에서 TCL, Hisense 및 기타 기업들은 퀀텀닷 디스플레이 기술을 추진하여 퀀텀닷 디스플레이의 추가 개발과 성장을 촉진할 것입니다. 2025년에는 퀀텀닷 디스플레이가 시장의 30% 이상을 차지할 것으로 예상됩니다[17].

이 검토는 고품질 조명 및 디스플레이 기술의 광발광 및 전기 발광 응용 분야에 양자 점을 적용하는 데 중점을 둡니다. 퀀텀닷의 개발은 초기 조명에서 오늘날의 광발성 하이 컬러 영역 디스플레이 백라이트에 이르기까지 상업적 적용 단계에 접어들었습니다. 다음 단계에서는 퀀텀닷의 비용, 대규모 합성, 퀀텀닷 전기발광에서 QD 비전, 삼성, LG 와 같은 제조업체의 노력이 퀀텀닷의 대면적 전기를 더욱 촉진할 것으로 상상할 수 있다. 전기 발광 장치의 상용화.

2. 콜로이드 퀀텀닷

콜로이드 양자점은 일반적으로 용액 [18]에서 합성 및 처리되는 나노 크기의 결정을 지칭하며, 이는 용액에 균일하게 분산될 수 있다. 양자점의 표면은 유기 리간드 층으로 덮여 있으며 리간드는 조정 결합에 의해 연결됩니다. 양자점의 표면에. 가장 일반적인 양자점은 II-VII 군(cdse, cds, Znse, CD, Pbs, Pbse), III-VI 그룹(InP, InAs) 또는 I-III-VII 그룹(cuIns2, AgIns2)으로 구성된 반도체 나노입자입니다. 합성에 다른 요소와 리간드를 결합함으로써, 다른 형태와 특성을 가진 양자 점은 [19,20]를 얻을 수 있다.

양자 크기 효과 및 양자 감금 효과로 인해 준비된 퀀텀닷의 크기를 조정하기만 하면 스펙트럼은 파란색에서 근적외선으로 모든 파장을 커버할 수 있습니다[21-23]. 예를 들어, 카드뮴 셀레니드 퀀텀닷은 합성 입자 크기가 2nm에서 8nm로 증가할 때 자외선 아래에서 파란색에서 빨간색으로 변할 수 있습니다[24]. 현재, 카드뮴 기반 의 퀀텀닷은 우수한 성능을 입증했다 [25], 카드뮴으로 구성된 양자 점, 아연, 셀레늄, 유황 및 기타 원소는 응용 단계에 들어갔다. 동시에, InP [26]와 같은 카드뮴이 없는 양자점도 연구 진행 과정에 있습니다. 페로브스키테 퀀텀닷도 현재 인기 있는 연구 시스템이지만, 페로브스키테 퀀텀닷의 안정성은 여전히 문제입니다. 이 검토는 콜로이드 반도체 퀀텀닷에 중점을 둡니다.

2.1. 퀀텀닷 합성 개발

퀀텀닷의 합성은 퀀텀닷 개발에 결정적인 역할을 했다. 안정적이고 신뢰할 수 있는 퀀텀닷만이 연구 및 산업 응용 분야의 토대를 마련할 수 있습니다. 양자점의 합성 시스템에 따르면, 수상 및 오일 상 시스템으로 나뉘지만, 수상에서 합성된 양자점의 안정성은 불악하고, 양자 수율이 낮고, 크기 분포가 넓고, 응집및 침전이 용이하며, 점차 제거되고 있다[27]. 오일 상 시스템에서는 일반적으로 120-360°C의 온도에서 유기 고비등점 용매를 포함하며, 전구체는 양자점의 핵을 형성하기 위해 반응하고 후속 냉각에 의한 성장을 정지시다[25,28,29]. 2001년, 펭[29] 등은 독성과 반응성이 낮은 산화 카드뮴을 사용하여 고품질 CD, CD 및 cdte 양자점을 성공적으로 준비했습니다. 그런 다음 2002년에 비 조정 용매 시스템 [30]이 제안되었으며, 이는 현재 가장 많이 사용되는 시스템입니다. 넓은 옥타데센 시스템, 이 저용, 고등질 용액은 Ar 분위기에서 양자점을 성공적으로 제조했습니다. 이러한 합성 시스템은 무수 환경에서 반응할 필요가 없으며, 반응이 온화하며, 결정 핵의 품질은 제어하기 쉽고, 실험 재현성이 좋으며, 준비 과정이 단순화되어 "녹색 합성 경로"로 알려져 있다. 그것은 지금 학문적으로 그리고 산업적으로 그들은 모두이 방법을 사용하여 합성.

지난 10년 동안, 미세 반응 방법도 개선되었습니다. 이 방법은 대규모로 나노 결정을 생성하는 데 사용할 수 있으며 물리적 및 화학적 특성을 잘 제어 할 수 있습니다. 반응기의 제어가능성이 증가함에 따라 각 공정 단계에서 실시간으로 분석할 수 있는 센서의 통합과 출력을 높이기 위한 알고리즘의 최적화가 가능해졌습니다[31,32]. 나노결정 콜로이드는 CDte, cdse, InP[33,34]와 같은 미세 반응기, 심지어 cdse/Zns 및 Znse/Zns 코어/쉘 퀀텀닷[35]과 같은 미세 반응기에서 성공적으로 합성되었습니다. 미세 반응기 방법은 배치 합성을 대체 할 수 있지만, 더 복잡한 조성, 모양 및 제어 형광 특성과 나노 결정을 합성하기 위해 추가 개선이 필요합니다.