KR20120019955A - 인듐포스파이드 양자점 코어 및 인듐포스파이드/황화아연 코어-쉘 양자점 합성 방법 - Google Patents

인듐포스파이드 양자점 코어 및 인듐포스파이드/황화아연 코어-쉘 양자점 합성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적가(Dropwise)법을 이용하여 인듐포스파이드 양자점 코어 및 과인듐포스파이드/황화아연 양자점을 합성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 종래 합성 방법에 비하여 대량의 전구체를 사용하는 반응조건에 대해서 균일한 반응을 진행할 수 있기 때문에 발광파장이 동일한 양자점을 합성하는데 유리하다. 따라서 대량합성에 있어서 간단한 반응공정과 좋은 효율을 얻을 수 있는 방법으로, 본 발명의 방법에 의해 제조된 양자점은 디스플레이, 태양전지, 바이오 이미징 등의 다양한 분야에서 활용 될 수 있다.

Description

인듐포스파이드 양자점 코어 및 인듐포스파이드/황화아연 코어-쉘 양자점 합성 방법{Sinthesizing Method for Indium Posphate Quantum Dot Core and Indium Posphate/Zinc Sulfide Core-Shell Quantum Dot}
본 발명은 인듐포스파이드(InP) 양자점 코어 및 인듐포스파이드/황화아연 (InP/ZnS) 양자점의 보다 효율적인 대량합성 방법에 관한 것이다.
반도체 나노입자인 양자점은 양자제한 효과로 인하여 독특한 전기적, 광학적 특성을 지닌 물질이다. 양자점이 가지고 있는 이러한 특성은 디스플레이, 태양전지, 바이오 이미징 등의 다양한 분야에서 활용될 수 있기에 수많은 연구가 이루어지고 있다. 이렇듯이 양자점이 많은 분야에서 적용되고, 상용화되기 위해서는 좋은 효율의 대량합성 방법이 꼭 필요하다.
양자점 연구의 초기에는 합성이 비교적 잘 이루어지는 Ⅱ-Ⅵ족을 중심으로 연구가 이루어졌다. 하지만 Ⅱ-Ⅵ 양자점의 경우 카드뮴, 셀레늄, 텔루륨 등의 중금속에 대한 환경적 문제가 있어 여러 분야로의 적용에 제한적인 것이 사실이다. 따라서 무독성의 친환경 양자점인 Ⅲ-Ⅴ족 양자점이 각광을 받게 되었다.
화학적인 양자점 합성방법으로는 계면활성제를 이용한 콜로이드 방법이 사용되고 있다. 이 방법은 고온의 유기용매 내에서 형성되는 양자점 코어를 계면활성제를 통하여 안정화 시키고 그 크기를 조절하여 양자점을 생성하는 방법이다. 균일한 크기의 양자점을 생성하기 위해서는 일반적으로 고온에서 짧은 시간 동안에만 코어를 생성하도록 하는 「Hot-Injection」방법이 이용되고 있다.
기존의 InP 양자점을 합성하는 방법도 상기 「Hot-Injection」방법이 사용되어 왔다. 일반적으로 사용되는 합성법을 살펴보면 다음과 같다. 전구체로 인듐 아세테이트와 트리스(트라이메틸실릴)포스핀을 사용하고 계면활성제로는 산 계열의 물질을 용매에 녹여 「Hot-Injection」을 통하여 코어를 형성하는 방법을 사용한다. (참조 : Xiaogang Peng, Nano lett., 2002, 2, 1027-1030.)
이러한 「Hot-Injection」방법은 실험실 적인 크기, 소량의 양자점 합성에서는 좋은 결과를 보여주었지만 반응물의 양이 늘어나게 되는 대량합성에서는 좋은 결과를 얻지 못하였다. 왜냐하면 「Hot-Injection」방법은 매우 짧은 시간 동안에 반응물질이 모든 부분에 균일하게 도입되어 동시에 코어를 형성하여야 좋은 결과를 얻을 수 있기 때문이다. 대량합성의 경우 동시에 균일한 코어형성에 무리가 있기 때문에 좋은 결과를 얻지 못하였다. 이를 대체할 수 있는 방법으로 Peter Reiss 그룹에서 InP 양자점을 합성하는 몇 가지 새로운 방안에 대해서 발표하였다. 먼저 일반적으로 사용되던 포스핀 전구체인 트리스(트라이메틸실릴)포스핀 대신에 포스파인(PH3)을 사용하였다. 칼슘 포스파이드와 염산을 반응시켜 발생하는 포스파인 기체를 연속적으로 공급하여 InP 양자점을 형성하였다. (참조 : Peter Reiss, Chem. Mater., 2008, 20(8), 2621-2623.) 다음으로는 「One-Pot」합성법이라 하여, 메탈 옥사이드의 합성에서 주로 사용되는 「Heating-Up」방식과 같이 하나의 플라스크에 전구체와 계면활성제를 모두 넣고 온도를 올려 반응시간에 따라서 원하는 파장의 양자점을 합성하였다. (참조 : Peter Reiss, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130(35), 1158811589) 하지만 포스파인 전구체의 경우 독성과 기체를 사용함으로 취급상의 위험이 크다는 단점이 있고, 「One-Pot」합성법은 파장대별로 그 효율이 다르게 나타난다는 단점이 있었으며, 대량합성에 있어서도 효율적이지 않은 문제가 있었다. 미국의 A. J. Nozik등은 인듐 클로라이드와 소디움 옥살레이트를 반응시켜 인듐 옥살레이트를 얻고 이 인듐 옥살레이트를 콜로이드 안정제인 트리페닐포스핀 옥사이드와 트리페닐포스핀의 혼합물 존재 하에서 트리스(트리메틸실릴)포스핀과 반응시켜 인듐 포스파이드 양자점을 제조하는 방법을 개발하였다. 이 방법은 화학적 방법으로 인듐 포스파이드의 나노입자를 제조하는 하나의 방법으로서의 의미는 있으나, 반응온도가 300℃의 고온이라는 단점이 있으며 균일한 양자점을 얻는 것이 불가능하다. (참조 : A. J. Nozik, J. Phys. Chem. B, 1997, 101, 4904) 위의 제조방법은 그 후 독일의 D. V. Talapin에 의하여 개량되었다. 인듐 클로라이드를 도데실아민 존재하에서 트리옥틸포스핀과 반응시켜 인듐 클로라이드와 트리옥틸포스핀과의 금속착체를 만든 후 이를 다시 트리스(트리메틸실릴)포스핀과 반응시켜 인듐 포스파이드 양자점을 제조하는 방법을 개발하였다. 이 제조방법은 A. J. Nozik등의 방법 보다 간편하게 인듐 포스파이드 양자점을 제조한다는 장점은 있지만 완성된 인듐 포스파이드 양자점들이 마찬가지로 크기가 일정하지 않게 다분산 되어 있고, 더욱이 부산물인 인듐 옥사이드에 오염되어 있어 양자점으로 가치가 떨어진다는 단점이 있다. (참조 : D. V. Talapin, Colloids and Surfaces A, 2002, 202, 145)
특허에 있어서 화학합성법에 의한 인듐 포스파이드 합성의 대표적인 예로는 미국 특허 제 4,220,488호로 인듐 포스파이드를 두 단계의 반응으로 제조했는데, 첫 번째로 포스핀 가스(PH3)를 700℃에서 고온 열분해 시켜 인 화합물(P4)과 수소를 얻었으며, 이를 다시 트리에틸인듐과 500℃의 고온에서 반응시켜 최종 인듐 포스파이드를 얻는다. 상기의 방법은 반응이 초고온에서 이루어지므로 많은 에너지가 요구되고, 더욱이 자연발화 및 폭발성을 가져 취급이 까다로운 포스핀 가스(PH3)를 사용하여야 하므로 대형화하기에 위험이 따른다. 다음으로는 한국화학연구원의 국내특허(등록번호 10-0549402)로 백린과 금속나트륨을 디메틸포름아마이드 또는 디에톡시에탄을 반응용매로하여 반응시켜 Na3P를 얻은 후, 이를 다시 4-에틸피리딘 또는 디메틸포름아마이드에 녹인 인듐 클로라이드와 각각 반응시켜 인듐 포스파이드 양자점을 선택적으로 제조하는 방법이 있는데, 이 경우 백린과 금속나트륨 등 매우 위험한 전구체를 사용하며 마찬가지로 대량합성이 불가능하다.
황화 아연 쉘의 경우에는 두 가지 방법이 주로 이용되고 있다. 먼저 2001년에 Horst Weller에 의해 다이에틸 아연과 비스(트라이메틸실릴)설파이드를 이용하여 인듐클로라이드 양자점에 황화아연 쉘을 형성하였다. (참조 : Horst Weller, ChemPhysChem, 2001, 5, 331-334) 다음으로는 아연 아세테이트와 1-도데칸티올을 반응시간을 두고 순차적으로 추가하여 황화아연 쉘을 형성하는 방법이 이용되고 있다. (참조 : KR 10-2008-0130499, Sang-Wook Kim, Chem. Mater. 2009, 21(4), 573-575)
하지만 아직까지 Ⅲ-Ⅴ족 양자점에 있어서 효과적인 대량합성법이 보고되지 않았다. 이로써 우리는 다른 분야로의 적용과 활용이 수월한 무독성 Ⅲ-Ⅴ족 양자점에 대해서 연구를 지속하였고, Ⅲ-Ⅴ족 양자점의 대표물질인 인듐포스파이드 양자점 코어와 인듐포스파이드/황화아연 (InP/ZnS) 코어/쉘의 대량합성법에 대하여 연구하게 되었다.
본 발명은 인듐포스파이드(InP) 양자점 코어 및 인듐포스파이드/황화아연(InP/ZnS) 양자점을 합성하는 방법에 있어서, 종래의 기술보다 대량합성에 더욱 효율적인 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 적가(Dropwise) 법을 이용하여 InP 양자점의 코어를 합성하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 인듐(In) 전구체 및 계면활성제를 유기용매에 녹인 후, 인(P) 전구체를 투입하여 인듐포스파이드 양자점 코어를 합성하는 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 합성된 양자점 코어에 양자 효율을 높이고 양자점의 안정화도(Stability)를 높여주는 ZnS 쉘을 쌓아 InP/Zns 양자점을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 종래 합성 방법에 비하여 커다란 반응조건에 대해서 균일한 반응을 진행할 수 있기 때문에 발광파장이 동일한 양자점을 합성하는데 유리하다. 따라서 대량합성에 있어서 간단한 반응공정과 좋은 효율을 얻을 수 있는 방법으로, 본 발명의 방법에 의해 제조된 양자점은 디스플레이, 태양전지, 바이오 이미징 등의 다양한 분야에서 활용될 수 있다.
도 1은 적가(Dropwise)법을 통한 InP/ZnS 양자점을 합성하는 일 실시예의 대략적 개요도이다.
도 2는 실시예 5에서 합성한 InP 양자점 코어의 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 3은 실시예 7에서 합성한 InP/ZnS 양자점의 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 4는 실시예 1 ~ 7에서 합성한 InP 양자점 코어 및 InP/ZnS 양자점의 UV/Vis 흡광 스펙트럼이다.
도 5는 실시예 7에서 합성한 InP/ZnS 양자점의 X선 회절 분석법 결과이다.
도 6은 실시예 7 ~ 17에서 합성한 InP/ZnS 양자점의 UV/Vis 흡광 스펙트럼이다.
도 7은 실시예 7 ~ 17에서 합성한 InP/ZnS 양자점의 광발광(PL) 스펙트럼이다.
본 발명은 적가(Dropwise) 법을 이용하여 InP 양자점의 코어를 합성하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 인듐(In) 전구체 및 계면활성제를 유기용매에 녹인 후, 인(P) 전구체를 투입하여 인듐포스파이드 양자점 코어를 합성하는 방법에 관한 것이다.
상기 유기용매로는 상기 인듐 전구체, 계면활성제를 용해시킬 수 있는 물질이면 특별히 한정하지 아니하나, C6 ~ C24의 알킬 아민, 알코올, 케톤 에스테르, 질소 또는 황을 포함하는 헤테로 고리 화합물, 알칸, 알켄, 알킨, 트리알킬포스핀 또는 트리알킬 포스핀 옥사이드 등을 예로 들 수 있다. 더욱 바람직하게는 C6 ~ C24의 알켄이 바람직하며, 더욱 구체적으로는 1-옥타데센이 바람직하다.
상기 인듐 전구체는 해당 분야에서 일반적으로 사용되는 인듐 전구체가 사용될 수 있으나, 인듐 원소, 이를 포함하는 질산염, 황산염, 탄산염, 할로겐화물, 아세테이트화물, 산화물 및 이들의 수화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 가능하다. 더욱 바람직하게는 인듐 아세테이트가 될 수 있다.
상기 계면활성제로는 말단에 -COOH기, -POOH기, -SOOH기, -NH2 기를 가진 C6 ~ C24의 알칸 또는 알켄이 될 수 있으며, 그 예로 올레인산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 팔미트산(palmitic acid), 헥실 포스폰산(hexyl phosphonic acid), n-옥틸 포스폰산(n-octyl phosphonic acid), 테트라데실 포스폰산(tetradecyl phosphonic acid), 옥타데실포스폰산(octadecyl phosphonic acid), n-옥틸 아민(n-octylamine) 또는 헥사데실아민(hexadecyl amine) 등이 있을 수 있다. 바람직하게는 팔미트산이 될 수 있다.
상기 인(P) 전구체로는 해당 분야에서 일반적으로 사용되는 인 전구체가 사용될 수 있으나, 인 원소, 포스핀, 포스파이트 및 포스핀 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 될 수 있다. 바람직하게는 트리스(트라이알킬실릴)포스핀이 바람직하며 더욱 바람직하게는 트리스(트라이메틸실릴)포스핀이 될 수 있다.
상기 인 전구체의 투입 속도는 0.5 ~ 2.5 ml/hr가 될 수 있다. 0.5 ml/hr 미만일 시 먼저 생성된 양자점이 고온에 의한 열화현상에 의해 양자효율이 낮아지는 문제가 있을 수 있으며, 2.5 ml/hr 을 초과할 경우 반응이 너무 빨리 진행되어 계면활성제에 의해 안정화되지 못하고 양자점이 석출되는 문제가 있을 수 있다.
상기 양자점 코어 합성 시 온도는 200 ~ 220 ℃로 조절되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 만족하지 못할 경우 코어 형성에 영향이 있어 양자효율이 낮아질 수 있다.
상기 인 전구체의 총 투입량은 인듐전구체 내의 인듐과 인 전구체의 인의 몰비율이 1: 0.1 ~ 10으로 조절되는 것이 바람직하다. 상기 몰비율의 조절에 의해 다양한 발광파장을 지닌 인듐포스파이드 양자점 코어의 합성이 가능하다.
또한 상기 인듐 전구체 및 계면활성제가 혼합된 용액에 황 전구체 및 아연 전구체가 추가로 포함될 수 있다. 특히 상기 황 전구체의 추가 여부 및 추가량의 조절을 통하여 인듐포스파이드 양자점 코어의 발광파장의 조절이 가능하다.
상기 인듐 전구체와 황 전구체의 혼합 비율을 통해 양자점의 발광파장 조절이 가능하다. 구체적으로 초기 인듐포스파이드 양자점 코어 생성 시 인듐 전구체 내의 인듐과 황 전구체 내의 황의 몰비율이 1 : 0.1 ~ 3 이 될 수 있다. 몰비율 1 : 3 으로 조절 시, 약 490 nm의 발광파장을 갖는 양자점 코어를 제조할 수 있으며, 1: 0.1로 조절 시, 약 630 nm의 발광파장을 갖는 양자점 코어를 제조할 수 있다.
상기 황 전구체는 황을 포함하는 화합물로 특별히 한정하지 아니하나, 말단에 -SH기를 가진 C2 ~ C24의 알칸 또는 알켄이 될 수 있다. 더욱 바람직하게는 1-도데칸티올이 될 수 있다.
상기 아연(Zn) 전구체는 해당 분야에서 일반적으로 사용되는 아연 전구체가 사용될 수 있으나, 아연 원소, 이를 포함하는 질산염, 황산염, 탄산염, 할로겐화물, 아세테이트화물, 산화물 및 이들의 수화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 가능하다. 더욱 바람직하게는 아연 아세테이트가 될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 인듐포스파이드 양자점 코어에 황화아연(ZnS) 쉘을 입힌 인듐포스파이드/황화아연(InP/ZnS) 양자점에 관한 것이다. 상기 인듐포스파이드 양자점 코어에는 특별한 제한 없이 다양한 종류의 금속 쉘을 입히는 것이 가능하나, 황화아연 쉘을 입히는 것이 양자점의 안정화도 향상 및 양자 효율의 향상면에서 바람직하다.
상기 인듐포스파이드/황화아연 코어-쉘 양자점의 형성방법은 상기 제조된 인듐포스파이드 양자점 코어의 혼합용액에 황 전구체 및 아연 전구체를 추가로 투입하는 방법과 같은 방법이 있을 수 있다. 상기 황 전구체 및 아연 전구체를 동시에 투입할 수도 있고, 황 전구체 투입이후, 아연전구체를 순차적으로 투입하거나, 그 반대 순서로 투입할 수도 있다.
상기 황 전구체는 황을 포함하는 화합물로 특별히 한정하지 아니하나, 말단에 -SH기를 가진 C2 ~ C24의 알칸 또는 알켄이 될 수 있다. 더욱 바람직하게는 1-도데칸티올이 될 수 있다.
상기 아연(Zn) 전구체는 해당 분야에서 일반적으로 사용되는 아연 전구체가 사용될 수 있으나, 아연 원소, 이를 포함하는 질산염, 황산염, 탄산염, 할로겐화물, 아세테이트화물, 산화물 및 이들의 수화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 가능하다. 더욱 바람직하게는 아연 아세테이트가 될 수 있다.
상기 쉘 형성 시간은 3 ~ 5 시간이 바람직하다. 반응시간이 충분히 이루어지지 않을 경우 양자효율의 감소현상이 일어날 수 있으며, 너무 길어질 경우에도 양자효율의 감소가 일어날 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 하나, 하기한 실시예는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것은 아님을 이해하여만 할 것이다.
실시예 1. InP 양자점 코어의 합성( In : P = 1 : 0.2)
1-옥타데센 45 ml에 인듐 전구체로 인듐 아세테이트를 292 mg(인듐 1mmol), 계면활성제로 팔미틴산 768 mg, 황 전구체로 1-도데칸티올을 606 mg(황 3mmol), 아연 전구체로 아연 아세테이트 184 mg(아연 1mmol)를 혼합하였다. 이렇게 준비된 용액에 인 전구체로 트리스(트라이메틸실릴)포스핀 50.8 mg(인 0.2mmol)을 1-옥타데센에 녹여 1.5 ml/hr의 속도로 떨어뜨려주어 양자점 코어를 합성하였다. 침전물을 걸러낸 후 건조하여 최종적으로 InP 양자점 코어를 수득하였다. 상기 합성에 대한 개략도를 도 1에 나타내었다.
실시예 2. InP 양자점 코어의 합성( In : P = 1 : 0.4)
트리스(트라이메틸실릴)포스핀을 총 100.2 mg(인 0.4mmol) 떨어뜨린 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 합성하였다.
실시예 3. InP 양자점 코어의 합성( In : P = 1 : 0.6)
트리스(트라이메틸실릴)포스핀을 총 150.3 mg(인 0.6mmol) 떨어뜨린 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 합성하였다.
실시예 4. InP 양자점 코어의 합성( In : P = 1 : 0.8)
트리스(트라이메틸실릴)포스핀을 총 200.5 mg(인 0.8mmol) 떨어뜨린 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 합성하였다.
실시예 5. InP 양자점 코어의 합성( In : P = 1 : 1)
트리스(트라이메틸실릴)포스핀을 총 250.5 mg(인 1.0mmol) 떨어뜨린 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 합성하였다. 수득한 양자점 코어를 투과전자 현미경(TEM)으로 분석하여 그 결과를 도 2에 나타내었다.
실시예 6. InP / ZnS 양자점 합성
1-옥타데센 45 ml에 인듐 전구체로 인듐 아세테이트를 292 mg(인듐 1mmol), 계면활성제로 팔미틴산 768 mg, 황 전구체로 1-도데칸티올을 606 mg(황 3mmol), 아연 전구체로 아연 아세테이트 184 mg(아연 1mmol)를 혼합하였다. 이렇게 준비된 용액에 인 전구체로 트리스(트라이메틸실릴)포스핀 250.5 mg(인 1.0mmol)을 1-옥타데센에 녹여 1.5 ml/hr의 속도로 떨어뜨려주어 양자점 코어를 합성하였다. 아연 아세테이트 368 mg을 추가로 투입한 후 약 5시간 방치하였다. 침전물을 걸러낸 후 건조하여 최종적으로 InP/ZnS 양자점을 수득하였다.
실시예 7. InP / ZnS 양자점 합성( In : S = 1 : 3)
양자점 코어 합성 후, 아연 아세테이트 368 mg 및 1-도데칸싸이올 200 mg을 추가로 투입한 것을 제외하고 실시예 5와 동일한 방법으로 합성하였다. 수득한 InP/ZnS 양자점을 투과전자 현미경(TEM)으로 분석하여 그 결과를 도 3에 나타내었다.
실시예 8 ~ 17( In : S = 1 : 0 ~ 2.7)
최초 혼합되는 1-도데칸티올을 첨가하지 아니하거나(실시예 8), 1-도데칸티올내의 황이 0.3 ~ 2.7 mmol(실시예 9 ~ 17)이 되도록 조절하여 합성한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 합성하였다.
실험예
상기 실시예 1 ~ 17에서 제조한 InP 양자점 코어 및 InP/ZnS 양자점의 확인을 위해 UV/Vis 흡광 광도계(SINCO, S-3100)와 광발광분석기(PL)(광원 : 355nm CW UV DPSS LASER, 측정기기 : OCEAN OPTICS USB4000)을 통하여 분석하였다. 먼저 실시예 1 ~ 7에서 제조한 InP 양자점 코어 및 InP/ZnS 양자점의 UV/Vis 흡광 스펙트럼 분석결과를 도 4에 나타내었다. 또한 실시예 7에서 제조한 InP/ZnS 양자점을 X선 회절 분석법을 통하여 분석하여 그 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에서 나타나는 바와 같이 실시예 7에서 제조한 양자점은 일반적인 제조 방법에 의한 InP/ZnS 구조와 동일한 것을 확인할 수 있었다. 또한 황전구체의 첨가량에 따른 발광 파장의 변화를 알아보기 위하여 실시예 7 ~ 17에서 제조한 InP/ZnS 양자점을 UV/Vis 흡광 스펙트럼 및 광발광(PL) 스펙트럼 분석 하여 그 결과를 도 6, 도 7에 나타내었으며 발광 파장의 피크를 하기 표 1에 기재하였다. 도 6, 도 7 및 표 1에서도 알 수 있듯이 도데칸티올의 양이 많아짐에 따라 흡수와 발광 파장의 피크가 단파장 쪽으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다.
In : S (몰비) 발광파장(nm)
실시예 7 1 : 3 490
실시예 8 1 : 0 615
실시예 9 1 : 0.3 600
실시예 10 1 : 0.6 580
실시예 11 1 : 0.9 570
실시예 12 1 : 1.2 560
실시예 13 1 : 1.5 545
실시예 14 1 : 1.8 535
실시예 15 1 : 2.1 520
실시예 16 1 : 2.4 510
실시예 17 1 : 2.7 500

Claims (20)

  1. 인듐(In) 전구체 및 계면활성제를 유기용매에 용해시킨 후, 인(P) 전구체를 투입하여 인듐포스파이드 양자점 코어를 합성하는 것을 포함하는 인듐포스파이드(InP) 양자점 코어 합성 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유기용매는 C6 ~ C24의 알킬 아민, 알코올, 케톤 에스테르, 질소 또는 황을 포함하는 헤테로 고리 화합물, 알칸, 알켄, 알킨, 트리알킬포스핀 또는 트리알킬 포스핀 옥사이드인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 인듐 전구체는 인듐 원소, 이를 포함하는 질산염, 황산염, 탄산염, 할로겐화물, 아세테이트화물, 산화물 및 이들의 수화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 계면활성제는 말단에 -COOH기, -POOH기, -SOOH기 또는 -NH2기를 가진 C6 ~ C24의 알칸 또는 알켄인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 계면활성제는 올레인산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 팔미트산(palmitic acid), 헥실 포스폰산(hexyl phosphonic acid), n-옥틸 포스폰산(n-octyl phosphonic acid), 테트라데실 포스폰산(tetradecyl phosphonic acid), 옥타데실포스폰산(octadecyl phosphonic acid), n-옥틸 아민(n-octylamine), 또는 헥사데실아민(hexadecyl amine)인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 인 전구체는 인 원소, 포스핀, 포스파이트 및 포스핀 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 인 전구체는 트리스(트라이알킬실릴)포스핀인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 인 전구체의 투입 속도는 0.5 ~ 2.5 ml/hr 인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 합성 시 온도는 200 ~ 220 ℃ 인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 인듐 전구체 내의 인듐과 인 전구체 내의 인의 몰비가 1 : 0.1 ~ 10로 투입하는 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 황 전구체, 아연전구체를 추가로 유기용매에 용해시킨 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 인듐 전구체 내의 인듐과 황 전구체 내의 황의 몰비율이 1 : 0.1 ~ 3로 용해시킨 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 황 전구체는 말단에 -SH기를 가진 C2 ~ C24의 알칸 또는 알켄인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 아연 전구체는 아연 원소, 이를 포함하는 질산염, 황산염, 탄산염, 할로겐화물, 아세테이트화물, 산화물 및 이들의 수화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 아연 전구체는 아연 아세테이트인 것을 특징으로 하는 InP 양자점 코어 합성 방법.
  16. 제 1항에 내지 제 15항 중에서 선택된 어느 한 한의 방법에 의해 제조된 InP 양자점 코어가 혼합된 용액에 황 전구체 및 아연 전구체를 추가로 혼합하는 InP/ZnS 코어-쉘 양자점 합성 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 황 전구체는 말단에 -SH기를 가진 C2 ~ C24의 알칸 또는 알켄인 것을 특징으로 하는 InP/ZnS 코어-쉘 양자점 합성 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 아연 전구체는 아연 원소, 이를 포함하는 질산염, 황산염, 탄산염, 할로겐화물, 아세테이트화물, 산화물 및 이들의 수화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 InP/ZnS 코어-쉘 양자점 합성 방법.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 아연 전구체는 아연 아세테이트인 것을 특징으로 하는 InP/ZnS 코어-쉘 양자점 합성 방법.
  20. 제 16항에 있어서, 3 ~ 6 시간 동안 혼합하는 것을 특징으로 하는 InP/ZnS 코어-쉘 양자점 합성 방법.
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