KR20220081443A - Preparing method for nanocrystals, composition for preparing nanocrystals, and nanocrystals prepared by the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광 방출 파장을 미세하게 조절할 수 있는 나노결정체 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 나노결정체 제조시 나노결정체의 표면에 고리형 화합물인 결정 성장 억제제를 부착하여 나노결정체 성장 속도를 조절함으로써 광 방출 파장을 미세하게 조절할 수 있다. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a nanocrystal capable of finely controlling the wavelength of light emission.
The present invention can finely control the light emission wavelength by controlling the growth rate of the nanocrystals by attaching a crystal growth inhibitor, which is a cyclic compound, to the surface of the nanocrystals during the preparation of the nanocrystals.
Description
본 발명은 나노결정체 제조방법, 나노결정체 제조용 조성물, 및 이에 의해 제조된 나노결정체에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a nanocrystal, a composition for producing a nanocrystal, and a nanocrystal prepared thereby.
나노결정체는 도 1과 같이 무기물 반도체 소재로 이루어진 수 나노 크기의 반도체 결정체로서, 핵심(core)부, 껍질(shell)부와 유기용매에 대한 용해도를 높이기 위해 나노결정체의 껍질부 표면에 결합된 유기 물질인 리간드(ligand)로 이루어져 있다. As shown in FIG. 1, the nanocrystal is a semiconductor crystal of several nanometers made of an inorganic semiconductor material. The core part, the shell part, and the organic solvent bonded to the surface of the shell part of the nanocrystal to increase solubility in organic solvents. It consists of a substance, a ligand.
나노결정체 물질은 일반적으로 크기에 따라 가전자대(valence band)와 전도대(conduction band) 사이의 에너지 밴드 갭(bandgap, Eg)이 변하는 특징을 가지고 있다. 또한 나노결정체 물질은 우수한 흡수 계수, 높은 전자 이동도, 입자 크기 조절에 따른 발광 파장 조절 기능 등 여러 가지 재료적인 장점을 가지고 있다. 특히 나노결정체 물질은 발광 핵심 주체가 유기물질이 아닌 무기물질이기 때문에 광안정성이 우수하여 차세대 표시소자 재료로서 각광을 받고 있다. In general, nanocrystal materials have a characteristic that an energy bandgap (Eg) between a valence band and a conduction band changes according to their size. In addition, nanocrystal materials have various material advantages, such as excellent absorption coefficient, high electron mobility, and the ability to control emission wavelength according to particle size control. In particular, nanocrystal materials are attracting attention as a next-generation display device material because of their excellent photostability because the light-emitting core is an inorganic material rather than an organic material.
반도체 원소로 구성된 나노결정체는 여러 가지 방법을 통하여 합성될 수 있다. 광학적 특성이 우수한 핵심부/껍질부/리간드 구조로 이루어진 나노결정체는 일반적으로 습식 화학용액 공정을 통하여 합성된다. 특히 잉크젯 프린팅 공법에 적용되는 나노결정체의 경우, 공정 특성상 유기 용매에 대한 나노결정체의 분산 특성이 우수해야 하기 때문에 고온 용액합성법(hot-injection batch synthesis)으로 합성된다. 이 방법에 따르면 고온의 금속 화합물 용액에 반응 물질로서 다양한 전구체(precusor)를 주입하여 나노결정체 핵심부와 껍질부를 형성하는데, 이때 급격한 핵심부와 껍질부 성장에 따른 결정간 뭉침을 방지하고 생성된 나노결정체의 용해도를 증가시킬 목적으로 비등점이 높은 캡핑 리간드(capping ligand)를 반응 용매로 사용한다. 고온 용액합성법에 사용되는 대표적인 캡핑 리간드로서 올레일아민(oleylamine)과 트리옥틸포스핀 옥사이드(trioctylphosphine oxide, TOPO)가 있으며 이들 리간드는 최종적으로 합성된 나노결정체의 껍질부 표면에 결합되어 나노결정체를 보호하고 유기 용매에 대한 용해도를 높여주게 된다. 따라서 적절한 금속 화합물과 전구체를 선택하고 반응 조건(농도, 온도, 시간)을 조절함으로써, 다양한 원소와 구조를 가진 나노결정체를 제조할 수 있다. Nanocrystals composed of semiconductor elements can be synthesized through various methods. Nanocrystals having a core/shell/ligand structure with excellent optical properties are generally synthesized through a wet chemical solution process. In particular, nanocrystals applied to the inkjet printing method are synthesized by hot-injection batch synthesis because the dispersion characteristics of the nanocrystals in organic solvents must be excellent due to the characteristics of the process. According to this method, the nanocrystal core and the shell are formed by injecting various precursors as reactants into the high-temperature metal compound solution. For the purpose of increasing solubility, a capping ligand having a high boiling point is used as a reaction solvent. Representative capping ligands used in high-temperature solution synthesis are oleylamine and trioctylphosphine oxide (TOPO). These ligands are finally bonded to the surface of the shell of the synthesized nanocrystal to protect the nanocrystal. and increase solubility in organic solvents. Therefore, by selecting an appropriate metal compound and precursor and controlling the reaction conditions (concentration, temperature, time), nanocrystals having various elements and structures can be prepared.
대표적인 나노결정체 물질인 CdSe을 고온 용액합성법으로 제조하는 방법에 있어서, 나노결정체의 결정 성장 과정을 도 2에 나타내었다. 고온의 용액에서 금속 화합물과 전구체는 분해되어 아주 작은 나노결정체 핵을 만들게 되며 이때 만들어진 작은 핵은 크기가 좀 더 큰 나노결정체의 표면에 붙어 큰 나노결정체로 성장하게 된다. 큰 결정체로 성장하게 되면 작은 나노결정체와 대비하여 결정체의 부피 대 표면적 비율이 낮아져 에너지적으로 더 안정한 상태가 된다. 반대로 작은 결정체는 부피 대 표면적 비율이 높기 때문에 각 원소로 분해되어 다시 큰 결정체에 붙음으로써 에너지적으로 더 안정한 상태가 된다. 따라서 나노결정체의 크기는 반응에 참여하는 금속 화합물과 전구체 특성 외에 결정체가 만들어지는 반응 조건에 의해 결정된다고 볼 수 있다. In the method for preparing CdSe, which is a representative nanocrystal material, by high-temperature solution synthesis, the crystal growth process of the nanocrystals is shown in FIG. 2 . In a high-temperature solution, metal compounds and precursors are decomposed to form very small nanocrystal nuclei, which are attached to the surface of larger nanocrystals and grow into large nanocrystals. When grown into large crystals, compared to small nanocrystals, the volume-to-surface area ratio of the crystals is lowered, resulting in a more energetically stable state. Conversely, because small crystals have a high volume to surface area ratio, they are decomposed into individual elements and attached to large crystals again, resulting in a more energetically stable state. Therefore, it can be seen that the size of the nanocrystals is determined by the reaction conditions in which the crystals are made in addition to the properties of the metal compounds and precursors participating in the reaction.
이러한 예로서, 150℃의 반응 온도 및 30분 고온 용액공정 조건에서 InCl, ZnCl2, P4(백린) 화합물을 반응시키면 녹색 발광 빛을 내는 InP/ZnS 나노결정체가 생성된다. 하지만 210℃의 반응 온도 및 1시간 고온 용액공정 조건에서는 적색 발광 빛을 내는 InP/ZnS 나노결정체가 생성된다. 이때 생성된 녹색과 적색의 InP/ZnS 나노결정체의 크기는 각각 3.31 ± 0.22nm와 3.83 ± 0.22nm이며 크기 차이가 평균 0.5nm 밖에 나지 않는다. 나노결정체 크기에 따라 방출되는 빛의 파장이 큰 폭으로 민감하게 변하기 때문에, 나노결정체의 고온 용액합성시 반응 조건이 정확히 제어되어야 한다. 또한 나노결정체를 디스플레이 소자 재료로서 사용하기 위해서는 수 나노에서 수십 나노의 방출 파장을 미세하게 제어해야 하는데 기존 합성 방법으로는 많은 어려움이 따른다. As an example, when InCl, ZnCl 2 , and P4 (white phosphorus) compounds are reacted at a reaction temperature of 150° C. and a high temperature solution process condition for 30 minutes, InP/ZnS nanocrystals emitting green light are generated. However, InP/ZnS nanocrystals emitting red light are produced at a reaction temperature of 210°C and a high-temperature solution process for 1 hour. The sizes of the green and red InP/ZnS nanocrystals generated at this time were 3.31 ± 0.22 nm and 3.83 ± 0.22 nm, respectively, and the size difference was only 0.5 nm on average. Since the wavelength of the emitted light varies greatly and sensitively according to the size of the nanocrystals, the reaction conditions must be precisely controlled when synthesizing the nanocrystals in a high-temperature solution. In addition, in order to use nanocrystals as a material for a display device, it is necessary to finely control the emission wavelength of several nanometers to several tens of nanometers, but there are many difficulties with existing synthesis methods.
본 발명의 목적은 광 방출 파장을 미세하게 조절할 수 있는 나노결정체 제조방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for producing nanocrystals capable of finely controlling the wavelength of light emission.
또한, 본 발명의 목적은 광 방출 파장을 미세하게 조절할 수 있는 나노결정체를 제조할 수 있는 조성물을 제공하는 것이다. In addition, it is an object of the present invention to provide a composition capable of producing nanocrystals capable of finely controlling the wavelength of light emission.
또한, 본 발명의 목적은 상기 나노결정체 제조방법에 따라 제조된 나노결정체를 제공하는 것이다. In addition, it is an object of the present invention to provide a nanocrystal prepared according to the method for manufacturing the nanocrystal.
본 발명의 제1측면에 따르면, 핵심부 전구체 화합물 및 껍질부 전구체화합물로부터 나노결정체를 형성하는 단계 및 나노결정체와 결정 성장 억제제가 결합하는 단계를 포함하고, 상기 결정 성장 억제제는 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물 중 적어도 하나의 화합물인, 나노결정체 제조방법이 제공된다. According to a first aspect of the present invention, it comprises the steps of forming nanocrystals from the core precursor compound and the shell precursor compound, and combining the nanocrystals with the crystal growth inhibitor, wherein the crystal growth inhibitor is a compound of Formula 1 and Formula 1 A method for preparing nanocrystals, wherein the compound is at least one of the compounds of 2, is provided.
[화학식 1] [Formula 1]
[화학식 2] [Formula 2]
(화학식 1 및 2에서, X1은 O, S, Se 및 Te으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원자이고, (In
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 직쇄형 또는 분지형 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 직쇄형 또는 분지형 알케닐기, 탄소수 2 내지 20의 직쇄형 또는 분지형 알키닐기, 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 -NR3R4, -OR3, -CF3, -CCl3, -CN, -NO2, -COR3 또는 -CONH2로 치환될 수 있으며, 여기서 R3 및 R4는 각각 독립적으로수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 알케닐기, 탄소수2 내지 20의 알키닐기, 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기이고, R1 및 R2는 결합을 형성하지 않거나, 결합을 형성하여 사슬 또는 고리 형태로 연결될 수 있고, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a straight-chain or branched alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a straight-chain or branched alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R 1 and R 2 are each independently -NR 3 R 4 , -OR 3 , -CF 3 , -CCl 3 , -CN, -NO 2 , -COR 3 or -CONH 2 may be substituted, wherein R 3 and R 4 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms; , R 1 and R 2 may not form a bond or form a bond and may be connected in a chain or ring form,
n은 2 내지 18의 정수이다.) n is an integer from 2 to 18.)
본 발명의 제2측면에 따르면, 핵심부 전구체 화합물, 껍질부 전구체 화합물 및 결정 성장 억제제를 포함하고, 상기 결정 성장 억제제는 상기 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물 중 적어도 하나의 화합물인, 나노결정체 제조용 조성물이 제공된다. According to a second aspect of the present invention, it comprises a core precursor compound, a shell precursor compound, and a crystal growth inhibitor, wherein the crystal growth inhibitor is at least one of the compound of Formula 1 and the compound of
본 발명의 제3측면에 따르면, 상기의 방법에 따라 제조된 나노결정체가 제공된다. According to a third aspect of the present invention, there is provided a nanocrystal prepared according to the above method.
본 발명에 따르면, 나노결정체 제조를 위한 용액 공정에서 전자 주게 원자를 포함하는 고리형 화합물을 투입함으로써 나노결정체 성장 속도를 조절할 수 있다. 이와 같이 나노결정체의 성장 속도를 조절함으로써, 나노결정체의 광 방출 파장을 미세하게 조절할 수 있다. According to the present invention, the nanocrystal growth rate can be controlled by introducing a cyclic compound containing an electron donor atom in a solution process for preparing nanocrystals. By controlling the growth rate of the nanocrystals in this way, it is possible to finely control the light emission wavelength of the nanocrystals.
도 1은 나노결정체 구조, 나노결정체 에너지 준위, 나노결정체 입경에 따른 에너지 밴드 갭을 나타낸 것이다.
도 2는 나노결정체 물질인 CdSe을 고온 용액합성법으로 제조하는 방법에 있어서 나노결정체의 결정 성장 과정을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 나노결정체 입경에 따른 엑시톤 전이 에너지를 나타낸 것이다.
도 4는 크라운 에테르가 나노결정체 표면과 배위결합하여 호스트-게스트 화합물을 형성한 것을 나타낸 모식도이다.
도 5~9는 실시예 1~5와 비교예에서 제조된 나노결정체의 광 방출 파장을 비교한 그래프이다.
도 10은 실시예 1~4에서 제조된 나노결정체의 X-선 회절 분석 (XRD) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 CIE 색 좌표계를 나타낸 것이다. 1 shows the energy band gap according to the nanocrystal structure, the nanocrystal energy level, and the nanocrystal particle size.
FIG. 2 schematically shows the crystal growth process of nanocrystals in a method for manufacturing CdSe, which is a nanocrystal material, by a high-temperature solution synthesis method.
3 shows the exciton transition energy according to the nanocrystal particle size.
4 is a schematic diagram showing that the crown ether is coordinated with the nanocrystal surface to form a host-guest compound.
5 to 9 are graphs comparing the light emission wavelength of the nanocrystals prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples.
10 is a graph showing the results of X-ray diffraction analysis (XRD) of the nanocrystals prepared in Examples 1 to 4;
11 shows the CIE color coordinate system.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
본 발명은 나노결정체 제조방법에 관한 것이다. 도 1을 참조하면 나노결정체는 무기물 반도체 소재로 이루어진 수 나노 크기의 반도체 결정체로서, 핵심(core)부, 껍질(shell)부와, 유기용매에 대한 용해도를 높이기 위해 나노결정체의 껍질부 표면에 결합된 유기 물질인 리간드(ligand)로 이루어져 있다. The present invention relates to a method for producing nanocrystals. Referring to FIG. 1 , a nanocrystal is a semiconductor crystal with a size of several nanometers made of an inorganic semiconductor material, and is bonded to a core part, a shell part, and the surface of the shell part of the nanocrystal to increase solubility in organic solvents. It is composed of an organic substance called a ligand.
나노결정체는 벌크 물질과 달리 크기와 모양에 따라 에너지 밴드 갭이 변하는 특성을 가지고 있어 독특한 전기적, 광학적 특성을 보여준다. 도 3에 도시된 바와 같이, 나노결정체의 크기에 따라 엑시톤 전이 에너지가 변화하므로, 나노결정체 크기를 제어해야 에너지 밴드 갭을 자외선, 적외선 및 가시광선 영역으로 폭 넓게 조절할 수 있다. 일반적으로 핵심부와 껍질부의 크기에 따라 나노결정체 물질의 가시광선 발광 파장이 결정된다. 따라서 높은 양자효율과 색순도가 우수한 가시광선 스펙트럼을 방출하는 표시소자 재료로서 나노결정체 물질을 사용하려면, 나노결정체 물질의 핵심부와 껍질부의 크기를 미세하게 조절할 수 있어야 한다. Unlike bulk materials, nanocrystals exhibit unique electrical and optical properties because the energy band gap varies according to their size and shape. As shown in FIG. 3 , since the exciton transition energy varies according to the size of the nanocrystal, the energy band gap can be broadly adjusted to the ultraviolet, infrared, and visible ray regions only by controlling the size of the nanocrystal. In general, the visible light emission wavelength of the nanocrystal material is determined according to the size of the core and the shell. Therefore, in order to use a nanocrystalline material as a display device material that emits a visible light spectrum with high quantum efficiency and excellent color purity, the size of the core and the shell of the nanocrystalline material must be finely controlled.
본 발명은 나노결정체의 크기 조절이 가능한 새로운 고온 용액합성 시스템을 제공한다. 이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다. The present invention provides a novel high-temperature solution synthesis system capable of controlling the size of nanocrystals. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 나노결정체 제조방법은, 핵심부 전구체와 껍질부 전구체로부터 나노결정체를 형성하는 단계 및 나노결정체와 결정 성장 억제제가 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 결정 성장 억제제 분자에는 배위 능력이 상대적으로 강한 O, S, Se, Te 등의 전자 주게 원자가 존재하며, 나노결정체 형성 과정에서 나노결정체의 표면에 결합되어 나노결정체 금속 이온과 호스트-게스트 화합물을 형성하거나 안정적인 배위 화합물을 형성한다. The nanocrystal manufacturing method according to the present invention may include forming nanocrystals from a core precursor and a shell precursor, and combining the nanocrystals with a crystal growth inhibitor. Electron donor atoms such as O, S, Se, and Te, which have relatively strong coordination ability, exist in the crystal growth inhibitor molecule, and are bound to the surface of the nanocrystal during the nanocrystal formation process to form a nanocrystal metal ion and a host-guest compound. Forms stable coordination compounds.
상기 결정 성장 억제제는 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물 중 적어도 하나의 화합물일 수 있다. The crystal growth inhibitory agent may be at least one of a compound of Formula 1 and a compound of Formula 2.
[화학식 1] [Formula 1]
[화학식 2] [Formula 2]
상기 화학식1 및 2에서, X1은 O, S, Se 및 Te으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원자일 수 있다.In
또한, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 직쇄형 또는 분지형 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 직쇄형 또는 분지형 알케닐기, 탄소수 2 내지 20의 직쇄형 또는 분지형 알키닐기, 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 -NR3R4, -OR3, -CF3, -CCl3, -CN, -NO2, -COR3 또는 -CONH2로 치환될 수 있으며, 여기서 R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 알케닐기, 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기이고, R1 및 R2는 결합을 형성하지 않거나, 결합을 형성하여 사슬 또는 고리 형태로 연결될 수 있고, n은 2 내지 18의 정수일 수 있다. In addition, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a straight-chain or branched alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or a straight-chain or branched alkyl group having 2 to 20 carbon atoms. A nyl group, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, R 1 and R 2 are each independently -NR 3 R 4 , -OR 3 , -CF 3 , -CCl 3 , -CN, -NO 2 , -COR 3 Or -CONH 2 may be substituted, wherein R 3 and R 4 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or 6 to 15 carbon atoms It is an aryl group, and R 1 and R 2 may not form a bond or form a bond and may be connected in a chain or ring form, and n may be an integer of 2 to 18.
본 발명에서, 알킬기는 1가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-옥틸, n-데실 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. In the present invention, the alkyl group means a monovalent hydrocarbon, for example, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n- octyl, n-decyl, and the like, but is not limited thereto.
알케닐기는 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 불포화 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 에틸렌일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. an alkenyl group It refers to an unsaturated hydrocarbon having one or more carbon-carbon double bonds, and examples thereof include, but are not limited to, ethyleneyl, propenyl, butenyl, pentenyl, and the like.
알키닐기는 하나 이상의 탄소-탄소 삼중결합을 갖는 불포화 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 아세틸렌일, 프로핀일, 부틴일 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The alkynyl group refers to an unsaturated hydrocarbon having one or more carbon-carbon triple bonds, and examples thereof include, but are not limited to, acetylenyl, propynyl, butynyl, and the like.
아릴기는 아로메틱기(aromatic group)와 헤테로아로메틱기(heteroaromatic group) 및 이들의 부분적으로 환원된 유도체를 모두 포함한다. 아로메틱기는 단순 고리 형태 또는 융합 고리 형태를 가지며, 헤테로아로메틱기는 산소, 황 또는 질소를 하나 이상 포함하는 아로메틱기를 의미한다. 아릴기는 예를 들어 페닐(phenyl), 나프틸(naphthyl), 피리디닐(pyridinyl), 푸라닐(furanyl), 티오페닐(thiophenyl), 인돌릴(indolyl), 퀴놀리닐(quinolinyl), 이미다졸리닐(imidazolinyl), 옥사졸릴(oxazolyl), 티아졸릴(thiazolyl), 테트라히드로나프틸(tetrahydronaphthyl) 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The aryl group includes both an aromatic group and a heteroaromatic group and partially reduced derivatives thereof. The aromatic group has a simple ring form or a fused ring form, and the heteroaromatic group refers to an aromatic group containing at least one oxygen, sulfur or nitrogen. The aryl group is, for example, phenyl, naphthyl, pyridinyl, furanyl, thiophenyl, indolyl, quinolinyl, imidazolyl Nyl (imidazolinyl), oxazolyl (oxazolyl), thiazolyl (thiazolyl), tetrahydronaphthyl (tetrahydronaphthyl), and the like may be mentioned, but is not limited thereto.
나노결정체의 성장 과정에서 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 결정 성장 억제제가 나노결정체와 호스트-게스트 화합물을 형성하거나 배위화합물을 형성하여 나노결정체 표면을 감싸게 된다. 이로써 나노결정체의 성장 속도를 지연시킬 수 있다. In the process of nanocrystal growth, the crystal growth inhibitor represented by
본 발명에서 결정 성장 억제제는 예를 들어 크라운 에테르(crown ether)일 수 있다. 크라운 에테르는 옥시에틸렌기가 -(OCH2CH2)n-의 형태로 이어져 큰 고리 모양의 폴리에틸렌에테르 골격을 갖는 화합물로서, 산소 원자와 에틸렌 치환제가 교차로 이어진 왕관형의 화합물이다. 도 4는 크라운 에테르가 나노결정체 표면과 배위결합하여 호스트-게스트 화합물을 형성한 것을 나타낸 모식도이다. 도 4를 참조하면, 크라운 에테르의 전자 주게 원자인 산소는 금속 이온에 전자를 제공함으로써 호스트-게스트 화합물을 형성하며, 이로 인해 나노결정체 성장 속도가 지연된다. In the present invention, the crystal growth inhibitor may be, for example, a crown ether. Crown ether is a compound having a large ring-shaped polyethylene ether skeleton in which an oxyethylene group is formed in the form of -(OCH 2 CH 2 )n-, and is a crown-type compound in which an oxygen atom and an ethylene substituent are crossed. 4 is a schematic diagram showing that the crown ether is coordinated with the nanocrystal surface to form a host-guest compound. Referring to FIG. 4 , oxygen, which is an electron donor atom of the crown ether, forms a host-guest compound by providing electrons to metal ions, thereby delaying the growth rate of nanocrystals.
이때 결정 성장 억제제 내부의 빈 공간이 나노결정체의 크기에 비해 지나치게 크거나 작은 경우에는 결정 성장 억제제와 나노결정체의 호스트-게스트 화합물이 제대로 형성되지 않을 수 있다. 따라서 나노결정체의 크기를 고려하여 결정 성장 억제제를 선택하는 것이 바람직하다. In this case, if the void space inside the crystal growth inhibitor is too large or small compared to the size of the nanocrystal, the crystal growth inhibitor and the host-guest compound of the nanocrystal may not be properly formed. Therefore, it is preferable to select a crystal growth inhibitor in consideration of the size of the nanocrystals.
본 발명에서 나노결정체의 크기는 핵심부 전구체 화합물과 껍질부 전구체화합물 대비 결정 성장 억제제의 첨가량에 따라 달라질 수 있다. The size of the nanocrystals in the present invention may vary depending on the addition amount of the crystal growth inhibitor compared to the core precursor compound and the shell precursor compound.
구체적으로, 나노결정체 제조 시 첨가되는 핵심부 전구체 화합물과 결정 성장 억제제의 몰당량비는 1:0.1 내지 1:4일 수 있으며, 바람직하게는 1:1 내지 1:4일 수 있다. 핵심부 전구체 화합물과 결정 성장 억제제의 몰당량비가 1:0.1미만이면 핵심부 전구체 화합물 대비 결정 성장 억제제의 양이 지나치게 적어 나노결정체의 성장을 지연시키는 효과가 감소할 수 있다. 반면 핵심부 전구체 화합물과 결정 성장 억제제의 몰당량비가 1:4를 초과하면 결정 성장 억제제의 과다 투입으로 인해 나노결정체가 제대로 성장하지 않을 우려가 있다. Specifically, the molar equivalent ratio of the core precursor compound and the crystal growth inhibitor added during nanocrystal production may be 1:0.1 to 1:4, preferably 1:1 to 1:4. If the molar equivalent ratio of the core precursor compound and the crystal growth inhibitor is less than 1:0.1, the amount of the crystal growth inhibitor compared to the core precursor compound is too small, so that the effect of retarding the growth of nanocrystals may be reduced. On the other hand, if the molar equivalent ratio of the core precursor compound and the crystal growth inhibitor exceeds 1:4, there is a risk that the nanocrystals may not grow properly due to excessive input of the crystal growth inhibitor.
또한, 나노결정체 제조 시 첨가되는 껍질부 전구체 화합물과 결정 성장 억제제의 몰당량비는 1:0.1 내지 1:4일 수 있으며, 바람직하게는 1:0.1 내지 1:1일 수 있다. 껍질부 전구체 화합물과 결정 성장 억제제의 몰당량비가 1:0.1미만이면 껍질부 전구체 화합물 대비 결정 성장 억제제의 양이 지나치게 적어 나노결정체의 성장을 지연시키는 효과가 감소할 수 있다. 반면, 껍질부 전구체 화합물과 결정 성장 억제제의 몰당량비가 1:4를 초과하면 결정 성장 억제제의 과다 투입으로 인해 나노결정체가 제대로 성장하지 않을 우려가 있다. In addition, the molar equivalent ratio of the shell precursor compound and the crystal growth inhibitor added during the preparation of the nanocrystals may be 1:0.1 to 1:4, preferably 1:0.1 to 1:1. If the molar equivalent ratio of the shell precursor compound and the crystal growth inhibitor is less than 1:0.1, the amount of the crystal growth inhibitor compared to the shell precursor compound is too small to reduce the effect of delaying the growth of nanocrystals. On the other hand, when the molar equivalent ratio of the shell precursor compound and the crystal growth inhibitor exceeds 1:4, there is a risk that the nanocrystals may not grow properly due to excessive input of the crystal growth inhibitor.
본 발명에 따르면, 핵심부 전구체 및 껍질부 전구체는 금속 및/또는 비금속으로 이루어진 반도체 화합물 전구체일 수 있으며, 예를 들어 InCl3, InBr3, InI3, ZnCl2, ZnBr2, ZnI2 등일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. According to the present invention, the core precursor and the shell precursor may be semiconductor compound precursors made of metal and/or non-metal, for example, InCl 3 , InBr 3 , InI 3 , ZnCl 2 , ZnBr 2 , ZnI 2 It may be not limited
본 발명에서 나노결정체의 핵심부와 껍질부는 원소 주기율표의 IB족, IIB족, IIIB족, IVB족, VB족 및 VIB족으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 IVB족, IIB족-VIB족, IVB족-VIB족, IIIB족-VB족, IB족-IIIB족-VIB족의 화합물일 수 있다.In the present invention, the core part and the shell part of the nanocrystal may be at least one selected from the group consisting of IB, IIB, IIIB, IVB, VB and VIB of the periodic table of elements, preferably IVB, IIB- It may be a compound of Group VIB, IVB-VIB, IIIB-VB, IB-IIIB-VIB.
IVB족 전구체의 예로 Si, Ge, SiC 등을 들 수 있고, IIB족-VIB족 전구체의 예로 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe 등을 들 수 있으며, IVB족-VIB족 전구체의 예로 PbS, PbSe, PbTe 등을 들 수 있다. 또한 IIIB족-VB족 전구체의 예로 AlP, AlAs, AlSb, InN. InP, InAs, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InGaP 등을 들 수 있고, IB족-IIIB족-VIB족 전구체의 예로 AgGaS2, AgGaSe2, AgGaTe2, AgInS2, AgInSe2, AgInTe2, CuInS2, CuInSe2, CuInTe2, CuGaS2, CuGaSe2, CuGaTe2 등을 들 수 있다. Examples of group IVB precursors include Si, Ge, and SiC, examples of group IIB-VIB precursors include CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, and the like, and examples of group IVB-VIB precursors include PbS , PbSe, PbTe, and the like. Also, examples of the group IIIB-VB precursor include AlP, AlAs, AlSb, InN. InP, InAs, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InGaP, etc., and examples of the group IB-IIIB-VIB precursor include AgGaS 2 , AgGaSe 2 , AgGaTe 2 , AgInS 2 , AgInSe 2 , AgInTe 2 , CuInS 2 , CuInSe 2 , CuInTe 2 , CuGaS 2 , CuGaSe 2 , CuGaTe 2 , and the like.
한편, 껍질부에 리간드가 없는 순수한 나노결정체는 결정 표면에 존재하는 댕글링 결합(dangling bond) 원자 때문에 강한 극성 특성을 나타내며 이러한 나노결정체와 리간드 사이에는 분자간 쌍극자 쌍극자 상호작용(intermolecular dipole-dipole interaction)과 배위 결합(coordination bonding)이 존재한다. 따라서 리간드 내부적으로 질소 원자 또는 산소 원자와 같이 전기음성도(N-원자 전기음성도=3.0, O-원자 전기음성도=3.5)가 큰 전자 주게 원자(electron donor atom)가 존재하면 나노결정체-리간드 사이에 강한 분자간 쌍극자 쌍극자 상호작용이 형성된다. 그리고 리간드 내부에 배위 능력이 우수한 sp3 혼성궤도 함수의 고립전자쌍(lone pair electrons)을 갖는 원자가 있으면 리간드는 나노결정체 표면의 금속 표면과 상대적으로 강한 배위 결합을 형성한다. On the other hand, pure nanocrystals without a ligand in the shell exhibit strong polar properties due to dangling bond atoms present on the crystal surface, and intermolecular dipole-dipole interaction between these nanocrystals and the ligand and coordination bonding. Therefore, if an electron donor atom with high electronegativity (N-atom electronegativity = 3.0, O-atom electronegativity = 3.5) exists inside the ligand, such as a nitrogen atom or an oxygen atom, nanocrystal-ligand A strong intermolecular dipole dipole interaction is formed between them. And if there is an atom with lone pair electrons of sp 3 hybrid orbital function with excellent coordination ability inside the ligand, the ligand forms a relatively strong coordination bond with the metal surface of the nanocrystal surface.
본 발명에서는 반응 용매로서 캡핑 리간드가 사용될 수 있다. 캡핑 리간드는 최종적으로 생성된 나노결정체 껍질부 표면에 결합되어 나노결정체를 보호하고 유기 용매에 대한 용해도를 높이는 역할을 한다. 이러한 캡핑 리간드의 예로는 올레일아민(oleylamine), 트리옥틸포스핀 옥사이드(trioctylphosphine oxide), 올레산(oleic acid) 등을 들 수 있으며 이에 한정되지 않는다. In the present invention, a capping ligand may be used as a reaction solvent. The capping ligand is bound to the surface of the finally formed nanocrystal shell to protect the nanocrystal and increase solubility in organic solvents. Examples of the capping ligand include, but are not limited to, oleylamine, trioctylphosphine oxide, and oleic acid.
본 발명에 따르면 결정 성장 억제제는 나노결정체 성장이 완료된 후 최종적으로 제거될 수 있다. 결정 성장 억제제 제거 공정은 용액 상태의 나노결정체를 원심 분리한 후 진공 건조함으로써 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 공지의 방법으로 제거될 수 있다. According to the present invention, the crystal growth inhibitor can be finally removed after the nanocrystal growth is completed. The crystal growth inhibitor removal process may be performed by centrifuging the nanocrystals in a solution state and then vacuum drying, but is not limited thereto, and may be removed by a known method.
본 발명은 핵심부 전구체 화합물, 껍질부 전구체 화합물 및 결정 성장 억제제를 포함하고, 상기 결정 성장 억제제는 상기 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물 중 적어도 하나의 화합물인 나노결정체 제조용 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 캡핑 리간드(capping ligand)를 더 포함할 수 있으며, 금속 화합물, 반도체 화합물 전구체, 결정 성장 억제제, 캡핑 리간드는 상술한 기술적 특징을 갖는다. The present invention provides a composition for preparing nanocrystals comprising a core precursor compound, a shell precursor compound, and a crystal growth inhibitor, wherein the crystal growth inhibitor is at least one of the compound of
실시예Example
이하, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The following examples are only for understanding of the present invention, and do not limit the present invention.
1. InP/ZnS 나노결정체 제조1. Preparation of InP/ZnS nanocrystals
(1) 실시예 1(1) Example 1
50mL 쉬랭크 플라스크에 결정 성장 억제제로서 18-크라운-6 에테르(18-crown-6 ether) 119mg (0.45mmol), 금속 화합물로서 인듐(III) 브로마이드(Indium(III) bromide, InBr3) 160mg (0.45mmol), 껍질부 금속 전구체로서 염화아연(zinc chrolide, ZnCl2) 300mg (2.2mmol), 그리고 올레일아민(oleylamine) 5ml를 넣은 다음, 아르곤 가스 대기 하에서 반응 혼합물을 120℃에서 1 시간 동안 교반하여 탈기시켰다. 반응 혼합물을 180℃로 가열한 후 준비된 트리스(디에틸아민)포스핀(tris(diethylamine)phosphine) 0.45 mL (1.6 mmol)를 신속하게 주입하였다. 수득된 용액을 30분 동안 추가 교반하고, 210℃로 가열한 후, 1-도데칸티올(1-dodecanethiol) 2.282g (11.27mmol)을 상기 용액에 천천히 주입하였다. 용액을 210℃에서 90 분 동안 유지한 후 실온까지 자연 냉각시켜 연초록-오렌지색 고체를 얻었다. 반응 플라스크에 클로로포름 용매를 연초록-오렌지색 고체가 완전히 녹을 때까지 천천히 넣었다. 이 용액에 에탄올을 넣어 나노결정체를 침전시키고, 원심 분리기로 고체를 분리하였다. 수득된 InP/ZnS 나노결정체는 클로로포름/에탄올의 용매 조합으로 여러 번 정제하고 진공 건조시켰다. In a 50 mL Schlenk flask, 119 mg (0.45 mmol) of 18-crown-6 ether as a crystal growth inhibitor, Indium (III) bromide (InBr 3 ) 160 mg (0.45) as a metal compound mmol), 300 mg (2.2 mmol) of zinc chloride (ZnCl 2 ), and 5 ml of oleylamine as a metal precursor of the shell were added, and then the reaction mixture was stirred at 120° C. for 1 hour under an argon gas atmosphere. degassed. After heating the reaction mixture to 180° C., 0.45 mL (1.6 mmol) of prepared tris(diethylamine)phosphine was rapidly injected. The obtained solution was further stirred for 30 minutes, and after heating to 210°C, 2.282 g (11.27 mmol) of 1-dodecanethiol was slowly injected into the solution. The solution was maintained at 210° C. for 90 minutes and then naturally cooled to room temperature to obtain a light green-orange solid. A chloroform solvent was slowly added to the reaction flask until the light green-orange solid was completely dissolved. Ethanol was added to this solution to precipitate nanocrystals, and the solid was separated by centrifugation. The obtained InP/ZnS nanocrystals were purified several times with a solvent combination of chloroform/ethanol and vacuum dried.
(2) 실시예 2 (2) Example 2
결정 성장 억제제로서 18-크라운-6 에테르 476mg (1.8mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 InP/ZnS 나노결정체를 제조하였다. InP/ZnS nanocrystals were prepared in the same manner as in Example 1, except that 476 mg (1.8 mmol) of 18-crown-6 ether was used as a crystal growth inhibitor.
(3) 실시예 3 (3) Example 3
결정 성장 억제제로서 18-크라운-6 에테르 476mg (1.8mmol)을 사용하고 껍질부 금속 전구체로서 염화아연 450mg (3.3mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 InP/ZnS 나노결정체를 제조하였다. InP/ZnS nanocrystals were prepared in the same manner as in Example 1, except that 476 mg (1.8 mmol) of 18-crown-6 ether was used as a crystal growth inhibitor and 450 mg (3.3 mmol) of zinc chloride was used as a precursor of the shell metal. did
(4) 실시예 4 (4) Example 4
결정 성장 억제제로서 18-크라운-6 에테르 476mg (1.8mmol)을 사용하고 껍질부 금속 전구체로서 염화아연 600mg (4.4mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 InP/ZnS 나노결정체를 제조하였다. InP/ZnS nanocrystals were prepared in the same manner as in Example 1, except that 476 mg (1.8 mmol) of 18-crown-6 ether was used as a crystal growth inhibitor and 600 mg (4.4 mmol) of zinc chloride was used as a precursor of the shell metal. did
(5) 실시예 5 (5) Example 5
결정 성장 억제제로서 15-크라운-5 에테르(15-crown-5 ether) 396mg (1.8mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 InP/ZnS 나노결정체를 제조하였다. InP/ZnS nanocrystals were prepared in the same manner as in Example 1, except that 396 mg (1.8 mmol) of 15-crown-5 ether was used as a crystal growth inhibitor.
(6) 비교예 (6) Comparative Example
결정 성장 억제제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 InP/ZnS 나노결정체를 제조하였다. InP/ZnS nanocrystals were prepared in the same manner as in Example 1, except that no crystal growth inhibitor was used.
2. InP/ZnS 나노결정체의 광 발광 파장 측정2. Measurement of photoluminescence wavelength of InP/ZnS nanocrystals
실시예 1~5와 비교예에서 제조된 InP/ZnS 나노결정체를 소량 클로로포름에 녹여서 용액을 제조하였다. 상기 용액을 측정용 석영 셀에 넣고, 분광 광도계(JASCO사, FP-6500)를 사용하여 광 발광(photoluminescence) 스펙트럼을 측정하였다. InP/ZnS nanocrystals prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples were dissolved in a small amount of chloroform to prepare a solution. The solution was placed in a quartz cell for measurement, and a photoluminescence spectrum was measured using a spectrophotometer (JASCO, FP-6500).
하기 표 1과 도 5~9는 결정 성장 억제제를 사용하지 않은 경우(비교예)와 사용한 경우(실시예 1~5) 수득된 InP/ZnS 나노결정체의 광 발광 스펙트럼을 비교한 결과이다. Table 1 below and FIGS. 5 to 9 are results of comparing the photoluminescence spectra of the InP/ZnS nanocrystals obtained when the crystal growth inhibitor was not used (Comparative Example) and when it was used (Examples 1 to 5).
결정 성장
억제제의
몰당량비 with InBr 3
crystal growth
inhibitory
molar equivalent ratio
결정 성장
억제제의
몰당량비 ZnCl 2 and
crystal growth
inhibitory
molar equivalent ratio
피크
파장
(nm) photoluminescence
peak
wavelength
(nm)
변화*
(nm) wavelength
change *
(nm)
투입량
(mmol) InBr 3
input
(mmol)
투입량
(mmol) ZnCl 2
input
(mmol)
억제제 crystal growth
inhibitor
(mmol) input
(mmol)
에테르 18-crown-6
ether
에테르 15-crown-5
ether
* 파장 변화는 비교예에서 제조된 나노결정체의 광 발광 피크 파장 대비 실시예 1~5에서 제조된 나노결정체의 광 발광 피크 파장이 감소한 정도를 나타낸다. * The wavelength change indicates the degree of decrease in the photoluminescence peak wavelength of the nanocrystals prepared in Examples 1 to 5 compared to the photoluminescence peak wavelength of the nanocrystals prepared in Comparative Examples.
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 5와 같이 나노결정체 제조 시 결정 성장 억제제를 첨가한 경우, 결정 성장 억제제를 첨가하지 않은 비교예와 비교하여 광 발광 피크 파장이 감소하였음을 알 수 있다. 이는 결정 성장 억제제가 나노결정체의 표면을 감싸면서 나노결정체 성장을 억제시킨 결과이다. Referring to Table 1, it can be seen that when a crystal growth inhibitor was added during the preparation of nanocrystals as in Examples 1 to 5, the photoluminescence peak wavelength was reduced compared to Comparative Examples in which the crystal growth inhibitor was not added. This is a result of the crystal growth inhibitor wrapping the surface of the nanocrystal and inhibiting the growth of the nanocrystal.
실시예 1 및 2와 같이 동일 조건에서 결정 성장 억제제의 투입량만을 증가시키면, 나노결정체 성장이 상대적으로 더욱 억제되어 낮은 광 발광 피크 파장 및 큰 파장 변화를 나타내었다. When only the input amount of the crystal growth inhibitor was increased under the same conditions as in Examples 1 and 2, nanocrystal growth was relatively more inhibited, resulting in a low photoluminescence peak wavelength and a large wavelength change.
실시예 2 내지 4를 비교하면, 결정 성장 억제제 대비 ZnCl2 투입량이 많을수록 파장 변화값이 감소하였으며, 결정 성장 억제제의 상대적 투입량에 따라 나노결정체 성장이 조절됨을 알 수 있다. Comparing Examples 2 to 4, the greater the amount of ZnCl 2 input compared to the crystal growth inhibitor, the less the wavelength change value, and it can be seen that the nanocrystal growth is controlled according to the relative input amount of the crystal growth inhibitor.
한편, 18-크라운-6 에테르를 사용한 실시예 2의 경우 파장 변화는 41nm로 측정되었고, 15-크라운-5에테르를 사용한 실시예 5의 경우 파장 변화는 5nm로 측정되었다. 이로부터, InP/ZnS 나노결정체는 18-크라운-6 에테르와 보다 효과적으로 호스트-게스트 화합물을 형성하여, 나노결정체의 성장이 억제되었음을 알 수 있다. On the other hand, in Example 2 using 18-crown-6 ether, the wavelength change was measured to be 41 nm, and in Example 5 using 15-crown-5 ether, the wavelength change was measured to be 5 nm. From this, it can be seen that the InP/ZnS nanocrystals more effectively form a host-guest compound with 18-crown-6 ether, thereby inhibiting the growth of the nanocrystals.
3. InP/ZnS 나노결정체의 X-ray 회절 분석 3. X-ray diffraction analysis of InP/ZnS nanocrystals
실시예 1~4에서 제조된 나노결정체의 X-선 회절 분석 (XRD) 결과를 도 10에 나타내었다. X-선 회절 분석 (XRD) 프로파일은 단색 Cu Kα 방사선 공급원과 함께 X-선 회절 분석기(Rigaku, Ultima IV)를 사용하여 확보하였다. The results of X-ray diffraction analysis (XRD) of the nanocrystals prepared in Examples 1 to 4 are shown in FIG. 10 . X-ray diffraction analysis (XRD) profiles were obtained using an X-ray diffractometer (Rigaku, Ultima IV) with a monochromatic Cu Kα radiation source.
미세하게 파장 조절이 가능한 나노결정체 물질의 응용 가능성은 전자 분야에서 찾아 볼 수 있으며 특히 디스플레이 표시 소자 재료로써 향후 디스플레이 산업에 활발히 적용될 수 있다. 도 8의 CIE 색 좌표계에서 확인할 수 있는 바와 같이 디스플레이 소자는 제품에 따라 적색, 녹색, 청색 색좌표 조절(도 8에서 녹색 좌표 변화 A→B)과 화이트밸런스(white balance) 미세 조절이 필수적이다. 즉 디스플레이에 사용되는 표시 소자 재료는 기본적으로 색조절 기능을 갖추고 있어야 하기에 미세 색조절이 용이한 나노결정체 물질은 향후 디스플레이 표시 소자 재료로서 뛰어난 경쟁력을 보여 줄 수 있다. The application potential of nanocrystal materials capable of finely tunable wavelength can be found in the electronic field, and in particular, it can be actively applied to the display industry in the future as a display device material. As can be seen from the CIE color coordinate system of FIG. 8 , for the display device, it is essential to adjust the red, green, and blue color coordinates (green coordinate change A→B in FIG. 8) and fine-tune the white balance depending on the product. In other words, since the display element material used for the display must have a color control function, the nanocrystal material with easy fine color adjustment can show excellent competitiveness as a display element material in the future.
Claims (8)
나노결정체와 결정 성장 억제제가 결합하는 단계를 포함하고,
상기 결정 성장 억제제는 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물 중 적어도 하나의 화합물인, 나노결정체 제조방법.
[화학식 1]
[화학식 2]
(화학식 1 및 2에서, X1은 O, S, Se 및 Te으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원자이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 직쇄형 또는 분지형 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 직쇄형 또는 분지형 알케닐기, 탄소수 2 내지 20의 직쇄형 또는 분지형 알키닐기, 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 -NR3R4, -OR3, -CF3, -CCl3, -CN, -NO2, -COR3 또는 -CONH2로 치환될 수 있으며, 여기서 R3 및 R4는 각각 독립적으로수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 알케닐기, 탄소수2 내지 20의 알키닐기, 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기이고, R1 및 R2는 결합을 형성하지 않거나, 결합을 형성하여 사슬 또는 고리 형태로 연결될 수 있고,
n은 2 내지 18의 정수이다.)
forming nanocrystals from the core part precursor compound and the shell part precursor compound; and
Comprising the step of combining the nanocrystals and the crystal growth inhibitor,
The crystal growth inhibitor is at least one compound of the compound of formula 1 and the compound of formula 2, nanocrystal production method.
[Formula 1]
[Formula 2]
(In Formulas 1 and 2, X 1 is at least one atom selected from the group consisting of O, S, Se and Te,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a straight-chain or branched alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a straight-chain or branched alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R 1 and R 2 are each independently -NR 3 R 4 , -OR 3 , -CF 3 , -CCl 3 , -CN, -NO 2 , -COR 3 or -CONH 2 may be substituted, wherein R 3 and R 4 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms; , R 1 and R 2 may not form a bond or form a bond and may be connected in a chain or ring form,
n is an integer from 2 to 18.)
나노결정체는 결정 성장 억제제와 호스트-게스트 화합물을 형성하거나 배위화합물을 형성하는 것인, 나노결정체 제조방법.
The method of claim 1,
Nanocrystals are to form a crystal growth inhibitor and a host-guest compound or to form a coordination compound, nanocrystal production method.
결정 성장 억제제는 크라운 에테르(crown ether)인, 나노결정체 제조방법.
The method of claim 1,
The crystal growth inhibitor is a crown ether (crown ether), nanocrystal production method.
상기 결정 성장 억제제는 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물 중 적어도 하나의 화합물인, 나노결정체 제조용 조성물.
[화학식 1]
[화학식 2]
(화학식 1 및 2에서, X1은 O, S, Se 및 Te으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원자이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 직쇄형 또는 분지형 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 직쇄형 또는 분지형 알케닐기, 탄소수 2 내지 20의 직쇄형 또는 분지형 알키닐기, 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 -NR3R4, -OR3, -CF3, -CCl3, -CN, -NO2, -COR3 또는 -CONH2로 치환될 수 있으며, 여기서 R3 및 R4는 각각 독립적으로수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 알케닐기, 탄소수2 내지 20의 알키닐기, 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기이고, R1 및 R2는 결합을 형성하지 않거나, 결합을 형성하여 사슬 또는 고리 형태로 연결될 수 있고,
n은 2 내지 18의 정수이다.)
a core precursor compound, a shell precursor compound, and a crystal growth inhibitor;
The crystal growth inhibitor is at least one of the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2, the composition for producing nanocrystals.
[Formula 1]
[Formula 2]
(In Formulas 1 and 2, X 1 is at least one atom selected from the group consisting of O, S, Se and Te,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a straight-chain or branched alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a straight-chain or branched alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R 1 and R 2 are each independently -NR 3 R 4 , -OR 3 , -CF 3 , -CCl 3 , -CN, -NO 2 , -COR 3 or -CONH 2 may be substituted, wherein R 3 and R 4 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms; , R 1 and R 2 may not form a bond or form a bond and may be connected in a chain or ring form,
n is an integer from 2 to 18.)
핵심부 전구체 화합물과 결정 성장 억제제의 몰당량비는 1:0.1 내지 1:4인, 나노결정체 제조용 조성물.
5. The method of claim 4,
The molar equivalent ratio of the core precursor compound and the crystal growth inhibitor is 1:0.1 to 1:4, a composition for producing nanocrystals.
껍질부 전구체 화합물과 결정 성장 억제제의 몰당량비는 1:0.1 내지 1:4인, 나노결정체 제조용 조성물.
5. The method of claim 4,
The molar equivalent ratio of the shell precursor compound and the crystal growth inhibitor is 1:0.1 to 1:4, a composition for producing nanocrystals.
나노결정체 제조용 조성물은 캡핑 리간드를 더 포함하는 것인, 나노결정체 제조용 조성물.
5. The method of claim 4,
The composition for preparing nanocrystals further comprises a capping ligand.
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- 2020-12-08 KR KR1020200170719A patent/KR102618857B1/en active IP Right Grant
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ACS Energy Lett. 2018, 3, 526-531* * |
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