KR20080114697A - 반도체 나노 입자의 제조 방법 및 그 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 나노 입자의 핵을 형성하는 반응과, 핵을 성장시키는 반응을 단계적으로 행하는 반도체 나노 입자의 제조 방법. 반도체 나노 입자의 핵 형성 반응을 행하는 연속식 반응 장치(40)와, 반도체 나노 입자의 성장 반응을 행하는 회분식 반응 장치(70)를 구비한 반도체 나노 입자 제조 장치(1).
용매 용기, 송액 펌프, 마이크로 리액터, 밸브, 회분식 반응 용기

Description

반도체 나노 입자의 제조 방법 및 그 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR NANOPARTICLES}
본 발명은 반도체 나노 입자의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.
고내구성 형광 재료로서 반도체 나노 입자가 주목받고 있다.
반도체 나노 입자를 색 변환 매체(CCM) 방식의 디스플레이에 적용하는 경우, 반도체 나노 입자의 형광 피크 파장을 녹 혹은 적 영역에 맞춤과 함께, 반값폭을 80㎚ 이하로 해야만 한다.
반도체 나노 입자에서 형광 파장을 원하는 값으로 맞추기 위해서는, 반도체 나노 입자의 입경을 정밀하게 제어할 필요가 있어, 정밀하면서 효율이 좋은 반도체 나노 입자의 제조법이 요구되고 있었다.
특허 문헌1에서, 회분식 반응 장치만을 이용한 형광성 반도체 나노 입자가 개시되어 있지만, 반도체 나노 입자의 핵 형성과 성장을 동일한 반응 용기에서 진행시키기 때문에, 반도체 나노 입자의 핵 형성과 성장이 동시에 일어나, 반도체 나노 입자의 입경 제어가 어려워, 입경 제어 가능한 반도체종이 한정되어 있었다.
특허 문헌2 및 3에서, 연속식 반응 장치만을 이용하여 반응관의 온도를 제어함으로써 반도체 나노 입자의 핵 형성과 성장을 별개로 행하는 기술이 개시되어 있 지만, 연속한 장치에서는 각각의 반응 조건을 최적화하는 것이 어려웠다. 또한, 반도체 나노 입자의 성장에 수반하여 반응관이 폐색될 우려가 있었다. 또한, 반도체 나노 입자의 성장 속도가 느린 경우에는 반응관이 장대하게 되어, 송액의 저항이 늘어나 제조에 요하는 에너지가 증대하게 되는 문제가 있었다.
또한, 반도체 나노 입자의 표면에 이종의 반도체층(쉘)을 형성하여 반도체 나노 입자를 보호하는 기술이 공지(특허 문헌4)이지만, 쉘 합성에서는 쉘만으로 이루어지는 나노 입자의 형성을 억제하기 위해 쉘 원료를 서서히 적하하는 것이 유효한 것이 알려져 있다. 그러나, 연속식 반응 장치만으로는 이러한 축차적인 원료의 추가가 어려웠다.
[특허 문헌1] 일본 특표 2001-523758호 공보
[특허 문헌2] 미국 특허 6,179,912 명세서
[특허 문헌3] 일본 특허 공개 2003-160336호 공보
[특허 문헌4] 미국 특허 6,322,901 명세서
<발명의 개시>
본 발명의 목적은, 입경을 정밀도좋게 제어할 수 있는 반도체 나노 입자의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이하의 반도체 나노 입자의 제조 방법 등이 제공된다.
1. 반도체 나노 입자의 핵을 형성하는 반응과,
상기 핵을 성장시키는 반응을 단계적으로 행하는 반도체 나노 입자의 제조 방법.
2. 상기 핵 형성 반응에서,
반응 용매 및 반도체 나노 입자 원료를 혼합하고,
상기 혼합물을 가열하여, 반도체 나노 입자의 핵을 형성시키고,
핵 형성 후, 냉각하여 상기 핵의 성장 및 새로운 핵 형성을 억제하는 1에 기재된 반도체 나노 입자의 제조 방법.
3. 상기 혼합물이 상기 핵을 형성시키는 온도에 도달할 때까지의 가열 시간이, 1분 이내이며,
상기 혼합물이 상기 핵의 성장 및 새로운 핵 형성을 억제하는 온도에 도달할 때까지의 냉각 시간이, 1분 이내인, 2에 기재된 반도체 나노 입자의 제조 방법.
4. 상기 성장 반응에서,
상기 핵에 반도체 나노 입자 원료를 가하고,
상기 핵과 반도체 나노 입자 원료를 가열하여 상기 핵을 성장시키는 1∼3 중 어느 하나에 기재된 반도체 나노 입자의 제조 방법.
5. 상기 반도체 나노 입자 원료를 축차적으로 가하는 4에 기재된 반도체 나노 입자의 제조 방법.
6. 상기 핵 형성 반응을 연속식 반응 장치에서 행하고, 상기 성장 반응을 회분식 반응 장치에서 행하는 1∼5 중 어느 하나에 기재된 반도체 나노 입자의 제조 방법.
7. 상기 연속식 반응 장치가 마이크로 리액터인 6에 기재된 반도체 나노 입자의 제조 방법.
8. 상기 핵을 성장시킨 후, 더 쉘 원료를 가하여 쉘을 형성하는 1∼7 중 어느 하나에 기재된 반도체 나노 입자의 제조 방법.
9. 반도체 나노 입자의 핵 형성 반응을 행하는 연속식 반응 장치와, 반도체 나노 입자의 성장 반응을 행하는 회분식 반응 장치를 구비한 반도체 나노 입자 제조 장치.
10. 상기 연속식 반응 장치가, 마이크로 리액터인 9에 기재된 반도체 나노 입자 제조 장치.
본 발명에 따르면, 입경을 정밀도좋게 제어할 수 있는 반도체 나노 입자의 제조 방법 및 제조 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 제조 방법은, 반도체 나노 입자의 핵 형성과 성장을 각각 최적 조건에서 행할 수 있기 때문에, 반도체 나노 입자의 입경 제어를 정밀도좋게 행하는 것이 가능하다. 그 결과, 원하는 발광 파장의 반도체 나노 입자를 얻을 수 있다.
도 1은 실시예에서 사용한 반도체 나노 입자의 제조 장치를 도시한 개략도.
도 2는 마이크로 리액터의 내부 구조를 도시한 개략도.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
본 발명의 반도체 나노 입자의 제조 방법은, 핵을 형성하는 반응(핵 형성 반응)과 핵을 성장시키는 반응(성장 반응)을 단계적으로 행하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 「단계적으로」란, 핵을 형성하면, 그대로의 상태에서 성장 반응을 계속하지 않는 것이다. 즉, 핵을 형성한 후, 한번 온도를 내려서 핵의 형성을 멈추고, 그 후에 온도를 올려서 핵을 성장시키는 것이다. 핵 형성 반응과 성장 반응은 동일한 장소에서 실시하여도 되고, 서로 다른 장소에서 실시하여도 된다. 핵 형성 반응 후에 신속하게 성장 반응을 실시하여도 되고, 간격을 두어도 된다.
(1) 핵 형성 반응
핵 형성 반응은, 반도체 나노 입자 원료로부터 반도체 나노 입자의 핵을 형성하는 반응이다.
이 반응은, 예를 들면, 반응 용매 및 반도체 나노 입자 원료를 혼합하고, 이 혼합물을 가열하여 반도체 나노 입자의 핵을 형성시키고, 다음으로 냉각하여 핵의 성장 및 새로운 핵 형성을 억제한다.
가열하여 반도체 나노 입자의 핵을 형성할 때에, 반응계 내를 급속히 가열시키는 것이 바람직하다. 반응계 내를 가열하여, 혼합물이 반도체 나노 입자의 핵을 형성하는 온도에 도달하는 시간은, 바람직하게는, 1분 이내, 보다 바람직하게는 30초 이내이다. 반도체 나노 입자의 핵을 형성하는 온도에 도달하는 시간이 길면 원료 물질이 분해하게 되어 반도체 나노 입자의 수율이 저하할 우려가 있다.
반도체 나노 입자의 핵을 형성하는 온도는, 제조하는 반도체의 종류나 사용하는 원료에 따라 서로 다르지만, 예를 들면, InP의 경우, 통상적으로 280∼350℃이다.
반도체 나노 입자의 핵을 형성한 후, 반응계 내를 냉각하여 핵의 성장 및 새로운 핵 형성을 억제할 때는, 반응계 내를 급속히 냉각시키는 것이 바람직하다. 냉각하여 혼합물이 반도체 나노 입자의 성장 온도 이하까지 도달하는 시간은, 바람 직하게는, 1분 이내, 보다 바람직하게는 30초 이내이다. 핵의 형성을 억제하는 온도에 도달하는 시간이 길면 이미 형성한 핵이 성장을 계속함과 함께 새로운 핵이 형성되어 입경의 분포가 넓어지게 될 우려가 있다.
반도체 나노 입자의 성장 온도 이하의 냉각 온도는, 제조하는 반도체의 종류에 따라 서로 다르지만, 예를 들면, InP의 경우, 통상적으로 180℃ 이하이다.
이 반응에 의해 형성되는 InP로 이루어지는 반도체 나노 입자의 핵의 입자경은, 바람직하게는, 1㎚∼2㎚이다. 또한, 반도체 나노 입자의 핵의 입자경은, 가열 시간을 조절함으로써 제어하는 것이 가능하다.
(2) 성장 반응
성장 반응은, 반도체 나노 입자의 핵을 성장시키는 반응이다.
이 반응은, 예를 들면, 반도체 나노 입자 원료와 상기 (1)의 반응에서 제조된 반도체 나노 입자의 핵을 필요량 혼합하여, 가열하여 반도체 나노 입자를 성장시킨다.
입자의 성장 상태에 따라서는, 축차적으로 반도체 나노 입자 원료를 가하여도 된다. 이에 의해 반도체 나노 입자의 입경을 제어할 수 있다.
반도체 나노 입자의 핵을 성장시키는 온도는, 제조하는 반도체의 종류에 따라 서로 다르지만, 예를 들면, InP의 경우, 통상적으로 180∼310℃이다.
이 반응에 의해 얻어지는 InP로 이루어지는 반도체 나노 입자의 입경은, 녹색 발광을 목적으로 하는 경우, 바람직하게는 4㎚∼4.8㎚이다. 반도체 나노 입자의 입자경은, 반도체 나노 입자 원료와 반도체 나노 입자의 핵의 비율 및 반응 시 간을 조절함으로써 제어하는 것이 가능하다.
이와 같이 핵 형성 반응과 성장 반응을 다른 반응계에서 행함으로써, 각각의 반응 조건의 최적화가 가능해져서, 반도체 나노 입자의 입경을 제어하기 쉬워진다.
그 결과, 형광성 반도체 나노 입자에서는 발광이 샤프해짐과 함께, 발광 파장을 제어하기 쉬워진다.
본 발명의 반도체 나노 입자 제조 장치는, 연속식 반응 장치와 회분식 반응 장치로 이루어진다. 여기에서, 연속식 반응 장치란 장치의 한쪽으로부터 원료를 연속적으로 공급하고 다른쪽으로부터 생성물을 연속적으로 취출하는 장치이며, 회분식 반응 장치는 장치에 원료를 공급하여 반응을 진행시키고, 그 반응물을 취출한 후, 다음회의 반응의 원료를 공급하는 장치이다.
핵 형성 반응은, 상기한 바와 같이, 반응계 내의 급속한 승온·강온이 요구된다. 이 때문에 핵 형성 반응은, 반응계의 온도 제어를 하기 쉬운 연속식 반응 장치에서 행하는 것이 바람직하다.
핵 형성 반응을 행하는 연속식 반응 장치는, 구체적으로는, 마이크로 리액터, 관형상 반응 장치를 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 마이크로 리액터이다.
마이크로 리액터는, 수 ㎛∼수백 ㎛의 마이크로 유로를 갖는 미소 반응기의 총칭이다.
한편, 성장 반응은, 반도체 나노 입자의 입경이 목적으로 하는 크기로 성장한 것을 확인하여 반응을 정지시키기 때문에, 회분식 반응 장치에서 행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법은, 모든 반도체종의 나노 입자를 제조하는 경우에서 사용할 수 있지만, 그 중에서도 Ⅱ-Ⅵ족 반도체 및 Ⅲ-V족 반도체의 나노 입자를 제조하는 경우에서 특히 유효하다.
Ⅱ-Ⅵ족 반도체로서, 예를 들면, ZnTe, ZnSe, ZnS 등을 예로 들 수 있다.
Ⅲ-Ⅴ족 반도체로서, 예를 들면, InP 등을 예로 들 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 사용하는 반응 용매 또는 원료는 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, InP로 이루어지는 반도체 나노 입자를 제조하는 경우, 사용하는 반응 용매는, 트리옥틸 포스핀 옥사이드(TOPO), 트리옥틸 포스핀(TOP), 1-옥타데신 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 제조 방법은, 복수의 반도체종으로 이루어지는, 소위 코어 쉘형의 반도체 나노 입자도 제조할 수 있다.
코어 쉘형의 반도체 나노 입자는, 반도체 나노 입자의 핵을 상기의 방법으로 성장시킨 후, 핵을 형성하는 반도체 나노 입자 원료와 다른 종의 반도체 나노 입자 원료를 더 첨가하여, 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
<실시예>
실시예에서, 반도체 나노 입자는, 도 1에 도시하는 장치를 사용하여 제조하였다.
도 1의 반도체 나노 입자 제조 장치(1)는, 원료를 넣는 원료 용기(10), 반응 용매를 넣는 용매 용기(20), 송액 펌프(31, 32), 마이크로 리액터(40), 밸브(50, 60), 회분식 반응 용기(70)를 구비하고 있다.
원료 용기(10)와 마이크로 리액터(40)는, 도중, 송액 펌프(32) 및 밸브(50)를 이 순으로 개재하여 배관으로 접속되고, 용매 용기(20)과 마이크로 리액터(40)는, 도중, 송액 펌프(31) 및 밸브(50)를 이 순으로 개재하여 배관에서 접속되어 있다. 마이크로 리액터(40)와 회분식 반응 용기(70)는, 도중, 밸브(60)를 개재하여 배관으로 접속되어 있다.
도 2는, 도 1의 마이크로 리액터(40)의 내부 구조를 도시한 개략도이다.
마이크로 리액터(40)는, 가열부(41) 및 냉각부(42)를 구비한다. 가열부(41)와 냉각부(42)는, 각각 히터 및 온도 센서로 이루어지는 온도 조정 장치(44), 냉매순환부 및 온도 센서로 이루어지는 온도 조정 장치(46)를 구비하고 있고, 이에 의해 가열부(41)와 냉각부(42)의 온도를 조절한다.
또한, 마이크로 리액터(40)에 내장되어 있는 배관은, 이하와 같다.
가열부 : 길이 120㎝, 관 1개의 단면적 0.0009㎠
냉각부 : 길이 40㎝, 관 1개의 단면적 0.0009㎠
[실시예 1]
(1) 핵 형성 반응
트리옥틸 포스핀 옥사이드(TOPO) 4.3g, 트리옥틸 포스핀(TOP) 3.2g, 염화 인듐0.26g, 헥사에틸 포스포러스 트리아미드 0.32g을 혼합하여, 140℃에서 1시간 진공 건조하였다. 건조한 혼합물을 질소 분위기 하 100℃로 보온한 원료 용기(10)에 충전하였다.
TOPO, TOP를 상기와 동일한 중량비로 혼합한 반응 용매를 질소 분위기 하 100℃로 보온한 용매 용기(20)에 충전하였다.
송액 펌프(31)에 의해 반응 용매를 0.3㎖/분에서 가열부(41)의 온도를 330℃로 유지한 마이크로 리액터(40)에 보내넣고, 마이크로 리액터 내를 정상 상태로 유지하였다. 또한, 냉각부(42)에는 100℃로 유지한 매체를 흘려서, 반응 용액을 100℃까지 냉각할 수 있게 하였다. 또한 마이크로 리액터(40) 이후의 배관 부분은 100℃로 보온하였다.
마이크로 리액터 내가 정상 상태로 된 것을 확인한 후, 밸브(50)를 절환하여 송액 펌프(32)에 의해 원료 용액을 0.3㎖/분에서 75초간 마이크로 리액터(40)에 보내넣었다.
주입된 반응 용액은, 가열부(41)의 입구로부터 5㎝의 지점에서는, 이미 InP로 이루어지는 반도체 나노 입자의 핵이 형성하는 온도(330℃)에 도달하고 있었다. 반응 용액이, 가열부(41)의 입구로부터, 이 입구로부터 5㎝의 지점에 도달하는 시간은 약 2초이었다.
가열부(41)를 통과한 반응 용액이, 냉각부(42)에 도입된 후, 냉각부(42)의 입구로부터 3㎝의 지점에서는, 이미 반도체 나노 입자의 핵이 형성 혹은 성장하는 온도(180℃) 이하에 도달하고 있었다. 반응 용액이, 냉각부(42)의 입구로부터, 이 입구로부터 3㎝의 지점에 도달하는 시간은 약 4.5초이었다.
이 반응에 의해, 입경 1㎚∼1.5㎚의 반도체 나노 입자의 핵이 형성되었다. 이 때 반도체 나노 입자의 핵의 입경은, TEM 관찰에서 측정하였다.
(2) 성장 반응
미리 진공 건조한 TOPO 16g, TOP 8g을, 교반 장치를 구비한 회분식 반응 용기(70)에 넣고, 질소 분위기에서 100℃로 가열하였다. 마이크로 리액터 출구의 끝에 있는 밸브(60)를 조작하여, 마이크로 리액터 내부에서 형성된 반도체 나노 입자의 핵을 포함한 반응 용액을, 회분식 반응 용기(70)에 주입하였다.
다음으로, 미리 진공 건조한 반도체 나노 입자 성장 반응을 위한 원료 용액(TOP 4g, 염화 인듐 0.25g, 헥사에틸 포스포러스 트리아미드 0.31g을 포함함)을 회분식 반응 용기(70)에 가하였다.
반응 온도를 300℃로 상승시켜서, 3시간 교반을 계속하였다.
이 반응에 의해, 입경 4.1㎚∼4.6㎚로 성장한 InP로 이루어지는 반도체 나노 입자를 얻었다. 이 때 반도체 나노 입자의 입경은, 동적 레이저 산란법에 의해 측정하였다.
(3) 반도체 나노 입자의 분리
(2)에서 얻어진 반응 용액을 60℃까지 냉각하고, 1-부탄올 6㎖를 가하여, 실온까지 냉각하였다.
탈수 메탄올 40㎖를 가하여 30초간 교반하여 정치하였다. 분리한 하층을 모았다.
모은 하층에 1-부탄올 3㎖과 아세토니트릴 40㎖를 가하여 30초간 교반하여 정치하였다. 분리한 하층을 모았다. 이 조작을 2회 더 반복하였다.
상기의 조작에 의해 분리한 고형물을 원심 분리(3,000rpm, 10분)에 의해 모으고, 톨루엔으로 재분산하여, 반도체 나노 입자 분산액을 얻었다.
얻어진 반도체 나노 입자 분산액을 450㎚의 광으로 여기하였더니, 피크 파장 530㎚, 반값폭 55㎚의 형광을 관측하였다.
[실시예 2]
(1) 핵 형성 반응
아세트산 아연 0.06g에 TOP 1.6g을 가하여 감압 하에 100℃로 가열하여 아세트산 아연을 용해시켰다.
텔루륨 0.039g을 헥사프로필 포스포러스 트리아미드 0.3g에 용해시켰다.
미리 진공 건조한 TOPO 8g, 미리스트산 0.015g을 질소 분위기 하 100℃로 보온한 원료 용기(10)에 충전하고, 거기에 상기의 아세트산 아연 용액, 텔루륨 용액을 가하여, 원료 용액으로 하였다.
TOPO, TOP를 상기 원료 용액과 동일한 중량비로 혼합한 반응 용매를 질소 분위기 하 100℃로 보온한 용매 용기(20)에 충전하였다.
송액 펌프(31)에 의해 반응 용매를 0.3㎖/분에서, 가열부(41)의 온도를 310℃로 유지하고, 냉각부(42)의 온도를 100℃로 유지한 마이크로 리액터(40)에 보내넣고, 마이크로 리액터(40) 내를 정상 상태로 유지하였다.
마이크로리액터 내가 정상 상태로 된 것을 확인한 후, 밸브(50)를 절환하여 송액 펌프(32)에 의해 원료를 0.3㎖/분에서 40초간 마이크로 리액터(40)에 보내넣었다.
주입된 반응 용액은, 가열부(41)의 입구로부터 5㎝의 지점에서는, 이미 ZnTe로 이루어지는 반도체 나노 입자의 핵이 형성하는 온도(310℃)에 도달하였다. 반 응 용액이, 가열부(41)의 입구로부터, 이 입구로부터 5㎝의 지점에 도달하는 시간은 약 2초이었다.
가열부(41)를 통과한 반응 용액이, 냉각부(42)에 도입된 후, 냉각부(42)의 입구로부터 3㎝의 지점에서는, 이미 반도체 나노 입자의 핵이 형성 혹은 성장하는 온도(180℃) 이하에 도달하였다. 반응 용액이, 냉각부(42)의 입구로부터, 이 입구로부터 3㎝의 지점에 도달하는 시간은 약 4.5초이었다.
이 반응에 의해, 입경 3.3㎚∼3.8㎚의 반도체 나노 입자의 핵이 형성되었다.
(2) 성장 반응
(1)과 동일 조성의 원료 용액 10g를 회분식 반응 용기(70)에 넣고, 질소 분위기에서 200℃로 가열하였다.
마이크로 리액터 출구의 끝에 있는 밸브(60)를 조작하여 마이크로 리액터 내부에서 형성된 반도체 나노 입자의 핵을 포함한 반응 용액을, 회분식 반응 용기(70)에 주입하였다.
반응 온도를 280℃로 상승시키고, 3 시간 교반을 계속하였다.
이 반응에 의해, 입경 6.6㎚∼7.5㎚로 성장한 ZnTe로 이루어지는 반도체 나노 입자(코어부)를 얻었다.
(3) 쉘 형성
(2)에서 얻어진 반응 용액을 회분식 반응 용기(70)에서 150℃로 냉각하였다.
거기에, TOP 2g에 1㏖/1 디에틸 아연/헥산 용액 0.22㎖, 비스트리메틸실릴셀레나이드 0.05g을 용해시킨 쉘 원료 용액을 30분 걸쳐서 적하하였다.
적하 종료 후, 150℃에서 1시간 교반을 계속해서, 100℃에서 2시간 더 교반을 계속하였다.
이에 의해, 입경 8㎚∼9㎚의 코어부가 ZnTe이고 쉘부가 ZnSe인 반도체 나노 입자를 얻었다.
(4) 반도체 나노 입자의 분리
(3)에서 얻어진 반응 용액을 60℃까지 냉각하고, 1-부탄올 6㎖를 가하여, 실온까지 냉각하였다.
아세트니트릴 40㎖을 가하여 30초간 교반하여 정치하였다. 분리한 하층을 모았다.
모은 하층에 1-부탄올 3㎖와 아세토니트릴 40㎖를 가하여 30초간 교반하여 정치하였다. 분리한 하층을 모았다. 이 조작을 2회 더 반복하였다.
상기의 조작에 의해 분리한 고형물을 원심 분리(3,000rpm, 10분)에 의해 모으고, 헥산으로 재분산하여, 반도체 나노 입자 분산액을 얻었다.
얻어진 반도체 나노 입자 분산액을 450㎚의 광에서 여기하였더니, 피크 파장 522㎚, 반값폭 65㎚의 형광을 관측하였다.
[비교예 1]
(1) 반도체 나노 입자의 합성
트리옥틸 포스핀 옥사이드(TOPO) 2.0g, (TOPO), 트리옥틸 포스핀(TOP) 1.75g, 염화 인듐 0.26g, 헥사에틸 포스포러스 트리아미드 0.32g을 혼합하여, 140℃에서 1시간 진공 건조하여 원료 용액으로 하였다.
미리 진공 건조한 TOPO 14g, TOP 10g을 회분식 반응 용기에 충전하고, 질소 분위기 하 330℃로 가열하였다. 거기에 상기의 원료 용액을 한번에 주입하였다.
이 때, 반응 용액의 온도는 275℃까지 저하하고, 약 2분을 요하여 300℃까지 온도 상승하였다.
반응 온도를 300℃로 유지하여, 3시간 교반을 계속하였다.
이에 의해, 입경 3.8㎚∼5.2㎚의 InP로 이루어지는 반도체 나노 입자를 얻었다.
(2) 반도체 나노 입자의 분리
(1)에서 얻어진 반응 용액을 실시예 1과 마찬가지로 후처리하고, 반도체 나노 입자 분산액을 얻었다.
얻어진 반도체 나노 입자 분산액을 450㎚의 광에서 여기하였더니, 피크 파장 530㎚, 반값폭 124㎚의 형광을 관측하였다.
회분식 반응 용기만으로 연속하여 반도체 나노 입자를 합성한 경우에는 형광의 반값폭이 넓어지고, 그대로 디스플레이에 이용하면 디스플레이의 색 순도가 저하한다.
본 발명의 제조 방법에서 제조된 반도체 나노 입자는, 공업용, 민생용(휴대, 차량 탑재, 옥내)의 디스플레이 전반에 이용된다.

Claims (10)

  1. 반도체 나노 입자의 핵을 형성하는 반응과,
    상기 핵을 성장시키는 반응을 단계적으로 행하는 반도체 나노 입자의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핵 형성 반응에서,
    반응 용매 및 반도체 나노 입자 원료를 혼합하고,
    상기 혼합물을 가열하여, 반도체 나노 입자의 핵을 형성시키고,
    핵 형성 후, 냉각하여 상기 핵의 성장 및 새로운 핵 형성을 억제하는 반도체 나노 입자의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 혼합물이 상기 핵을 형성시키는 온도에 도달할 때까지의 가열 시간이, 1분 이내이고,
    상기 혼합물이 상기 핵의 성장 및 새로운 핵 형성을 억제하는 온도에 도달할 때까지의 냉각 시간이, 1분 이내인 반도체 나노 입자의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성장 반응에서,
    상기 핵에 반도체 나노 입자 원료를 가하고,
    상기 핵과 반도체 나노 입자 원료를 가열하여 상기 핵을 성장시키는 반도체 나노 입자의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반도체 나노 입자 원료를 축차적으로 가하는 반도체 나노 입자의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핵 형성 반응을 연속식 반응 장치에서 행하고, 상기 성장 반응을 회분식 반응 장치에서 행하는 반도체 나노 입자의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연속식 반응 장치가 마이크로 리액터인 반도체 나노 입자의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핵을 성장시킨 후, 쉘 원료를 가하여 쉘을 더 형성하는 반도체 나노 입자의 제조 방법.
  9. 반도체 나노 입자의 핵 형성 반응을 행하는 연속식 반응 장치와, 반도체 나노 입자의 성장 반응을 행하는 회분식 반응 장치를 구비한 반도체 나노 입자 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연속식 반응 장치가, 마이크로 리액터인 반도체 나노 입자 제조 장치.
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