This study is aimed to calculate the radiative lifetime of Wannier-Mott excitons in nanoclusters of a narrow-bandgap semiconductor embedded in a wide-bandgap one. The nanocluster linear dimensions are assumed to be much larger than the radius of the exciton so that the latter is not destructed by the confinement potential as it takes place in small quantum dots. The calculations were carried out for an example of InAs nanoclusters put into the GaAs matrix. It is shown that the radiative lifetime of Wannier-Mott excitons in such clusters increases with the decrease of the cluster dimensions, this tendency being more pronounced at low temperatures. So, the creation of excitons in nanoclusters of a narrow-bandgap material embedded in a wide-bandgap one can be used to significantly prolong their radiative lifetime in comparison with that of excitons in a bulk semiconductor.
InGaAs/GaAs 양자 우물 내에 삽입된 InAs 양자점으로 구성된 5층의 흡수층과 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As/GaAs$ SL (superlattice) 암전류 장벽층을 갖는 QDIP (quantum dot infrared photodetector) 구조에 대한 수소 RF 플라즈마에 의한 수소화 처리가 QDIP의 전기적. 광학적 특성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. RF 플라즈마 수소화 처리는 양자점의 밴드구조에 영향을 미치지 않았으며 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As/GaAs$ SL 암전류 장벽층 내의 결함 제거 및 QDIP 구조 내 결함 생성을 동시에 유도함으로써 QDIP의 전기적 특성 향상은 수소 플라즈마 처리시간의 함수임을 알았다. 20 W의 수소 RF 플라즈마를 사용했을 때, 10분간의 플라즈마 조사가 가장 좋은 전기적 특성을 제공하여 높은 암전류 때문에 원시료에서는 측정 할 수 없었던 광전류 신호를 측정 할 수 있었다.
We summarize recent studies on photoinduced electron- and energy-transfer processes of various supramolecules including imide group(s) as a component. Recently, imides have been employed in various functional molecular systems, because of their excellent photophysical and electron accepting properties. Our research group also employed imides in various supramolecular systems such as donor-acceptor dyads, quantum dots, DNA, and so on. First, we summarize fundamental properties of imides such as photophysical and electrochemical properties. Then, photoinduced processes of imides in the supramolecular systems are described to show their applicability in the various fields.
With the growing need of more effective energy harvesting, solar energy has been sought as one of the prominent candidates among the eco-friendly methods. Although many types of solar cells have been developed, the electronic conversion efficiency is limited by the material's physical properties: solar cells can only harvest solar energy from limited range in solar energy spectrum. To overcome this physical limit, we approached by using the down conversion effect, transforming the high energy photons to low energy photons, to the range the designated solar cell can convert to electronic energy. In our study, we have fabricated GaAs single junction solar cells and applied CdSe quantum dots for down-conversion. We examine the effects of such application on the solar cell efficiancy, fill-factor, JSC, VOC, etc.
양자점 패터닝 기술은 최근 QLED, 센서, laser, 태양전지, 양자컴퓨터 등을 포함한 광전자 응용분야에서 많은 수요가 예상되고 있다. 최근 양자점 패터닝을 위한 다양한 기술이 등장했지만 여전히 실제 산업에 적용에는 힘든 실정이다. 1~100 ㎛에 걸친 다양한 패턴 크기를 구현할 수 있는 전사프린팅은 대면적화가 어렵고 공정과정 중 발생할 수 있는 양자점 필름의 불완전한 박리 문제로 인한 패터닝 수율 문제가 보고 되고 있다. 기존 반도체 공정을 활용할 수 있는 포토리소그래피를 활용한 양자점 패터닝은 초고해상도로 픽셀을 패터닝 할 수 있다는 장점이 있지만, 포토레지스트를 제거하기 위해 쓰이는 용매에 의해 양자점 패턴 자체가 손상될 수도 있고 오염되어 광 효율이 낮아질 수 있다는 우려가 있다. 포토레지스트를 사용하지 않고 양자점의 용해도를 활용한 직접 광경화 공정이 주목받았지만, 패터닝 과정 중 생기는 결함과 비방사성 재결합으로 인해 양자점의 발광 효율이 떨어진다는 단점이 있어 표면 처리 등의 연구가 더욱 요구된다. 잉크젯 프린팅은 대면적화가 쉽고 상대적으로 경제적이라는 장점이 있으나 패턴의 불균일성과 낮은 해상도의 단점이 있다. 다양한 양자점 패터닝 방법 기술개발을 통해 QLED 소자에만 국한되는 것이 아니라 태양전지, 양자 통신, 양자 컴퓨터 등에도 적용이 기대된다.
The power of semiconductor laser diodes has been limited primarily by the heating effects which occur at high optical intensities. The actual limiting event can take one of a number of forms such as. catastrophic optical damage or filamentation. A general approach to this problem is to design a heterostructure which creates a high powered output while maintaining low internal optical intensities. A graded index separate confinement heterostructure (GRIN-SCH) is one such structure that accomplishes the above task. Here, the active region is sandwiched between graded index layers where the index of refraction increases nearer to the active layer. This structure has been shown to yield a high efficiency due to the confinement of both the optical power and carriers, thereby reducing the optical intensity required to achieve higher powers. The optical confinement also reinforces the optical beam quality against high power effects. Quantum dots have long been a desirable option for laser diodes due to the enhanced optical properties associated with the zeroth dimensionality. In our work, we use PICS3D software created by Crosslight Software Inc. to simulate the performance of In0.67A10.33As/A10.2Ga0.8AsquantumdotsusedwithaGRIN-SCH. The simulation tools are used to optimize the GRIN-SCH structure for high efficiency and optical beam quality.
To achieve high-performance colloidal quantum dot light-emitting diodes (QD-LEDs), the use of a densely packed QD film is crucial to prevent the formation of leakage current pathways and increase in interface resistance. Spin coating is the most common method to deposit QDs; however, this method often produces pinholes that can act as short-circuit paths within devices. Since state-of-the-art QD-LEDs typically employ mono- or bi-layer QDs as an emissive layer because of their low conductivities, the use of a densely packed and pinhole-free QD film is essential. Herein, we introduce the Langmuir-Blodgett (LB) technique as a deposition method for the fabricate densely packed QD films in QD-LEDs. The LB technique successfully transfers a highly dense monolayer of QDs onto the substrate, and multilayer deposition is performed by repeating the transfer process. To validate the comparability of the LB technique with the standard QD-LED fabrication process, we fabricate and compare the performance of LB-based QD-LEDs to that of the spin-coating-based device. Owing to the non-destructiveness of the LB technique, the electroluminescence efficiency of the LB-based QD-LEDs is similar to that of the standard spin coating-based device. Thus, the LB technique is promising for use in optoelectronic applications.
양자 점을 이용한 QD-LED(Quantum Dot - Light Emitting Device)의 소자 제작을 하기 위해서는 양자 점의 균일한 배열이 중요하다. 핵-껍질(core-shell) 구조의 CdSe/ZnS 양자 점을 기판에 고 밀도, 고 균일도로 배열하기 위하여 두 종류의 분자 끈(molecular linker)을 사용하였고, 공정의 단순화와 비용 절감을 위하여 고분자 도장인 PDMS(polydimethylsiloxane)를 이용한 미세접촉인쇄방법으로 양자 점들을 배열하였다. $TiO_2/ITO$ 기판에 양자 점을 고정시켜주는 역할을 하는 분자 끈으로는 2-carboxyethylphosphonic acid(CAPO)를 사용하였고, 양자 점 사이의 인력을 향상시켜주는 분자 끈으로는 1,6-hexanedithiol(HDT)을 사용하였다. 양자 점들의 배열 특성을 주사전자현미경(SEM, scanning electron microscope)과 원자 힘 현미경(AFM, atomic force microscope)으로 분석하였고, 광 발광분광기(PL, photoluminescence spectroscope)로 발광특성을 측정하였다.
The increasing importance of biomedical imaging technology has led to the development of a variety of luminescent materials, including molecular fluorophores, fluorescent proteins, and quantum dots. Owing to their inherent disadvantages, such as insufficient chemical stability and limited biocompatability, their utilization has been limited with imaging only under highly optimized and controlled conditions. Recently, a new class of luminescent nanoparticles, upconversion nanoparticles (UCNPs), have been emerging as a practically useful nanoprobe for various bioimaging applications. The detailed synthesis, functionalization, properties and in-vitro / in-vivo applications of the UCNPs are introduced and discussed in this Review.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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