양자점 발광 다이오드(QD-LED)의 효율과 안정성 향상을 위해서 QD 발광층에 주입되는 전하의 균형을 이루는 것은 필수이다. 산화 아연(ZnO)은 최신 QD-LED에서 전자수송층(electron transport layer, ETL)을 구성하기 위해 가장 많이 사용되고 있으나, ZnO의 자발적인 전자 주입은 QD-LED의 성능을 크게 열화시키는 과도한 전자 주입을 유발한다. 본 연구에서는 자기조립단분자막(self-assembled monolayer, SAM) 처리를 통해 ZnO의 전자 주입 특성을 조절하여 QD-LED의 성능을 향상시켰다. 전하 균형도를 향상시킨 결과, SAM을 처리한 QD-LED는 SAM을 처리 안한 소자와 비교하여 내부 양자 효율(external quantum efficiency, EQE)이 25%, 최대 휘도는 200% 향상되었다.
This paper focuses on the after synthesis of CdTe quantum dots(QDs) in aqueous solution. CdTe nanoparticles were prepared in aqueous solution using mercaptocarboxylic acid or thioglycolic acid(TGA) as stabilizing agents. QDs emit light smaller than the nano size. The contents of the mercaptocarboxylic acid, and a kind of raw material, were revealed for a period of time. We succeeded in synthesizing a very high quality QDs solution; we discussed how to make QDs better and to keep them stabilized. TGA is known as one of the best stabilizing agents. Many papers have mentioned that TGA is a good stabilizing agent. We dramatically confirmed the state of QDs after the experiments. The QDs solution can be influenced by several factors. Different content of TGA can influence the stability of the CdTe solution. Most papers deal with the synthesis of CdTe, so we decided to discuss the after synthesis process for the stability of the CdTe solution.
Surface plasmon resonance (SPR) is classified into the propagating surface plasmon (PSP) excited on flat metal surfaces and the local surface plasmon (LSP) excited by metalnanoparticles. It is known that fluorescence signals are enhanced by these two SPR-fields.On the other hand, fluorescence is quenched by the energy transfer to metal (FRET). Bothphenomena are controlled by the distance between dyes and metals, and the degree offluorescence enhancement is determined by the correlation. In this study, we determined thecondition to achieve the maximum fluorescence enhancement by adjusting the distance of ametal nanoparticle 2D sheet and a quantum dots 2D sheet by the use of $SiO_2$ spacer layers. The 2D sheets consisting of myristate-capped Ag nanoparticles (AgMy nanosheets) wereprepared at the air-water interface and transferred onto hydrophobized gold thin films basedon the Langmuir-Schaefer (LS) method [1]. The $SiO_2$ sputtered films with different thickness (0~100 nm) were deposited on the AgMy nanosheet as an insulator. TOPO-cappedCdSe/CdZnS/ZnS quantum dots (QDs, ${\lambda}Ex=638nm$) [2] were also transferred onto the $SiO_2$ films by the LS method. The layered structure is schematically shown in Fig. 1. The result of fluorescence measurement is shown in Fig. 2. Without the $SiO_2$ layer, the fluorescence intensity of the layered QD film was lower than that of the original QDs layer, i.e., the quenching by FRET was predominant. When the $SiO_2$ thickness was increased, the fluorescence intensity of the layered QD film was higher than that of the original QDs layer, i.e., the SPR enhancement was predominant. The fluorescence intensity was maximal at the $SiO_2$ thickness of 20 nm, particularly when the LSPR absorption wavelength (${\lambda}=480nm$) was utilized for the excitation. This plasmonic nanosheet can be integrated intogreen or bio-devices as the creation point ofenhanced LSPR field.
Quantum dots (QDs) are attractive photosensitizer candidates for application not only in solar cells but also in solar hydrogen generation. For the prepartion of highly efficient QD-sensitized photoelectrodes, it is important to reduce electron recombination at the photoanode/electrolyte interface. Here, we study on the coating condition of ZnS passivation layers on the photoanodes in QD-sensitized solar cells (QDSCs). The ZnS passivation layers are coated by successive ionic layer adsorption and reaction method, and as the cation precursor, zinc acetate and zinc nitrate are empolyed. Due to the higher pH of cation precursor solution, the ZnS loading is improved when the zinc acetate is used, compared to the zinc nitrate. This improved loading of ZnS leads to the reduced electron recombination at the surface of photoanodes and the enhaced conversion efficiency of QDSCs from 6.07% to 7.45%.
In the past decade, the infrared detectors based on intersubband transition in quantum dots (QDs) have attracted much attention due to lower dark currents and increased lifetimes, which are in turn due a three-dimensional confinement and a reduction of scattering, respectively. In parallel, focal plane array development for infrared imaging has proceeded from the first to third generations (linear arrays, 2D arrays for staring systems, and large format with enhanced capabilities, respectively). For a step further towards the next generation of FPAs, it is envisioned that a two-dimensional metal hole array (2D-MHA) structures will improve the FPA structure by enhancing the coupling to photodetectors via local field engineering, and will enable wavelength filtering. In regard to the improved performance at certain wavelengths, it is worth pointing out the structural difference between previous 2D-MHA integrated front-illuminated single pixel devices and back-illuminated devices. Apart from the pixel linear dimension, it is a distinct difference that there is a metal cladding (composed of a number of metals for ohmic contact and the read-out integrated circuit hybridization) in the FPA between the heavily doped gallium arsenide used as the contact layer and the ROIC; on the contrary, the front-illuminated single pixel device consists of two heavily doped contact layers separated by the QD-absorber on a semi-infinite GaAs substrate. This paper is focused on analyzing the impact of a two dimensional metal hole array structure integrated to the back-illuminated quantum dots-in-a-well (DWELL) infrared photodetectors. The metal hole array consisting of subwavelength-circular holes penetrating gold layer (2DAu-CHA) provides the enhanced responsivity of DWELL infrared photodetector at certain wavelengths. The performance of 2D-Au-CHA is investigated by calculating the absorption of active layer in the DWELL structure using a finite integration technique. Simulation results show the enhanced electric fields (thereby increasing the absorption in the active layer) resulting from a surface plasmon, a guided mode, and Fabry-Perot resonances. Simulation method accomplished in this paper provides a generalized approach to optimize the design of any type of couplers integrated to infrared photodetectors.
QDs을 기반으로 하는 OsFIA는 매우 빠르고 간단히 수행될 수 있다. 또한 이 분석법은 고체상의 담체나 결합/잔류시약의 분리 등과 같은 여러 과정을 필요로 하지 않으며, 적은 양의 시약으로도 분석이 가능하다. 본 분석법은 높은 감도로 항원을 측정할 수 있으며, 일상적인 분석에도 쉽게 도입될 수 있을 것이다. 선형 범위 내에서 측정 가능한 receptor의 최소농도는 0.05 nM (2.65 ng/mL) 정도이다. 또한, 일반적으로 상용화된 항체를 가치고 수행이 가능하다. 이 OsFIA 분석법은 기존의 실험적 sandwich immunoassay의 효과적인 대안으로 제시된다.
Nakaima, Kazuno;Ujihara, Toru;Miyashita, Satoru;Sazaki, Gen
한국결정성장학회:학술대회논문집
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한국결정성장학회 1999년도 PROCEEDINGS OF 99 INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE KACG AND 6TH KOREA·JAPAN EMG SYMPOSIUM (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM), HANYANG UNIVERSITY, SEOUL, 06월 09일 JUNE 1999
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pp.81-114
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1999
The strain, surface and inerfacial energies of III-V ternary systems were calculated for three kinds of structure modes: the Frank-van der Merwe (FM) mode, the Stranski-Krastanov (SK) mode an the Volmer-Wever (VW) mode. The free energy for each mode was estimated as functions of the thickness and composition or lattice misfit. Through comparison of the free energy of each mode, it was found that the thickness-composition phase diagrams of III-V ternary systems can be determined only by considering the balance of the free energy and three kinds of structure modes appear in the phase diagrams. The SK mode appears only when the lattice misfit is large and/or the lattice layer is thick. The most stable structure of the SK mode is a cluster with four lattice layers or minimum thickness on a wetting layer of increasing lattice layers. The VW mode appears when the lattice misfit is large and the lattice layer is thin and only in the InPSb/InP and GaPSb/GaP systems which have the largest lattice misfit of III-V ternary systems. The stable region of the SK mode in the GaPSb/GaP and InPSb/InP phase diagrams is largest of all because the composition dependence of the strain energy of these systems is stronger than that of the other systems. The critical number of lattice layers below which tow-dimensional (2D) layers precede the three-dimensional (3D) nucleation in the SK mode at x=1.0 depnds on the lattice misfit.
다중 적층법을 이용하여 수평방향으로 자기정렬된 InGaAs/GaAs 양자점(quantum dot, QD)을 제작하고, 원자력간 현미경(AFM) 사진과 발광(PL) 스펙트럼을 이용하여 QD의 특성을 분석하였다. 적층주기가 증가함에 따라 정렬 QD의 길이가 길어지고, 임계 성장온도 이상에서는 QD 사이의 상호확 산에 의하여 양자선 형태로 변화함을 관측하였다. 성장 변수가 서로 다른 4개 시료의 비교 분석을 통하여, 수직으로 적층되면서 비등방성 정렬이 이루어지고, 수 ${\mu}m$ 이상 1차원적으로 정렬된 QD 사슬 모양 의 구조를 얻을 수 있었다. 또한 성장일시멈춤 과정을 통한 이주시간의 증가는 QD의 1차윈 정렬에 중요한 변수임을 알 수 있었다. 고온에서 덮개층을 형성한 QD 구조에서 관측된 발광 에너지의 청색변위 현상은 InGaAs QD로부터 In이 덮개층으로 확산되었기 때문으로 해석된다.
There have been numerous efforts to enhance the efficiency of light-emitting diodes (LEDs) by using low dimensional structures such as quantum dots (QDs), wire (QWRs), and wells (QWs). We demonstrate QD/QWR/QW hybrid structured LEDs by using nano-scaled pyramid structures of GaN with ~260 nm height. Photoluminescence (PL) showed three multi-peak spectra centered at around 535 nm, 600 nm, 665 nm for QWs, QWRs, and QDs, respectively. The QD emission survived at room temperature due to carrier localization, whereas the QW emission diminished from 10 K to 300 K. We confirmed that hybrid LEDs had zero-, one-, and two-dimensional behavior from a temperature-dependent time-resolved PL study. The radiative lifetime of the QDs was nearly constant over the temperature, while that of the QWs increased with increasing temperature, due to low dimensional behavior. Cathodoluminescence revealed spatial distributions of InGaN QDs, QWRs, and QWs on the vertices, edges, and sidewalls, respectively. We investigated the blue-shifted electroluminescence with increasing current due to the band-filling effect. The hybrid LEDs provided broad-band spectra with high internal quantum efficiency, and color-tunability for visible light-emitting sources.
Lead sulfide (PbS) Colloidal quantum dots (CQDs) are promising material for the photovoltaic device due to its various outstanding properties such as tunable band-gap, solution processability, and infrared absorption. More importantly, PbS CQDs have large exciton Bohr radius of 20 nm due to the uniquely large dielectric constants that result in the strong quantum confinement. To exploit desirable properties in photovoltaic device, it is essential to fabricate a device exhibiting stable performance. Unfortunately, the performance of PbS NQDs based Schottky solar cell is considerably degraded according to the exposure in the air. The air-exposed degradation originates on the oxidation of interface between PbS NQDS layer and metal electrode. Therefore, it is necessary to enhance the stability of Schottky junction device by inserting a passivation layer. We investigate the effect of insertion of passivation layer on the performance of Schottky junction solar cells using PbS NQDs with band-gap of 1.3 eV. Schottky solar cell is the simple photovoltaic device with junction between semiconducting layer and metal electrode which a significant built-in-potential is established due to the workfunction difference between two materials. Although the device without passivation layer significantly degraded in several hours, considerable enhancement of stability can be obtained by inserting the very thin LiF layer (<1 nm) as a passivation layer. In this study, LiF layer is inserted between PbS NQDs layer and metal as an interface passivation layer. From the results, we can conclude that employment of very thin LiF layer is effective to enhance the stability of Schottky junction solar cells. We believe that this passivation layer is applicable not only to the PbS NQDs based solar cell, but also the various NQDs materials in order to enhance the stability of the device.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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