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Title Page

Contents

Abstract 9

1. General introduction 11

2. Enhanced luminescent stability in CdSe nanoplatelets (NPLs) via graded shell chemical composition 13

2.1. Introduction 13

2.1.1. Hot injection synthesis of colloidal nanocrystals 13

2.1.2. Ligands of nanocrystals 18

2.1.3. Surface modification of nanocrystals 19

2.1.4. Shape control of nanocrystal 20

2.1.5. Research purpose 21

2.2. Experimental Section 23

2.3. Results and Discussion 26

2.4. Summary and Conclusions 35

3. Controlled synthesis of photo curable functional organic inorganic hybrid nanocomposites for 3D printing 35

3.1. Introduction 35

3.2. Experimental Section 37

3.3. Results and Discussion 38

3.4. Summary and Conclusions 44

4. Summary and Outlook 45

5. References 45

초록 51

List of Figures

Figure 1. Schematic setup of SLA technique process. 12

Figure 2. Schematic presentation of typical hot injection method including of degassing, hot injection in an inert gas and the quenching of reaction. 16

Figure 2.1. Schematic presentation of the nucleation and growth process of nanocrystals in solution: Precursors dissolve in solvents, form monomers, generate nuclei, and grow... 18

Figure 2.2. Schematic presentation of colloidal semiconductor nanocrystals structure. [Data from Ref] 19

Figure 2.3. Schematic illustration of a) the synthesis of CdSe/CdS/Cd₁₋xZnxSe₁₋ySy core/shell nanoplatelets in the presence halide ions. b) the energy level alignments of the...[이미지참조] 27

Figure 2.4. a) Absorption and emission spectra of the plain CdSe NPLs. b) TEM image of the plain CdSe NPLs. 28

Figure 2.5. a) Absorption and emission spectra of the core/shell NPLs using different total concentration precursors (Cd plus Zn) of 0.04 mmol, 0.16 mmol, and 0.22 mmol. The... 30

Figure 2.6. a) Absorption and emission spectra of the core and shell NPLs in the presence of chloride ions using different mole fractions of cadmium chloride from 0 wt% to 50 wt%, a... 32

Figure 2.7. STEM-EDS line analysis of vertically aligned CdSe/CdS/Cd₁₋xZnxSe₁₋ySy core/shell NPLs in the presence of CdCl₂ prepared with 50 wt% CdCl₂.[이미지참조] 33

Figure 2.8. a) Photoluminescence decays of plain CdSe NPLs (black curve) and core/shell NPLs in the absence and presence of chloride ions (red curve and green curve). The results... 34

Figure 3.1. a) Digital images of oleic acid capped CdSe/ZnS QDs in hexane, 2-carboxyethyl acrylate (CEA), oleic acid ligand, 2-carboxyethyl acrylate capped CdSe/ZnS QDs. TEM... 39

Figure 3.2. a) FT-IR spectra of a) oleic acid, oleic acid capped CdSe/ZnS QDs in hexane, 2- carboxyethyl acrylate (CEA), 2-carboxyethyl acrylate capped CdSe/ZnS QDs, and b) 2-... 41

Figure 3.3. ¹H-NMR spectra of a) 2-carboxyethyl acrylate (CEA), 2-carboxyethyl acrylate capped CdSe/ZnS QDs, oleic acid capped CdSe/ZnS QDs, and b) 2-carboxyethyl acrylate... 42

Figure 3.4. a) Digital images of oleic acid capped CdSe/ZnS QDs, and 2-carboxyethyl acrylate capped CdSe/ZnS QDs in various solvent (hexane, isopropyl alcohol (IPA),... 43

Figure 3.5. SEM images of the morphology photocurable resin with a) oleic acid capped CdSe/ZnS QDs in hexane, b) 2-carboxyethyl acrylate capped CdSe/ZnS QDs in hexane, c)... 44

초록보기

 Stereolithography (SLA) 기반 3D 프린팅은 LED, 태양 전지, 레이저와 같은 광학 응용 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 광경화성 유기물을 활용하는 SLA 3D 프린팅은 고해상도, 낭비 제한, 제조 시간 단축, 손쉬운 맞춤화 등 여러 가지 이점을 제공합니다. 많은 노력에도 불구하고 기존 기술로는 LED와 같은 광전자 소자를 성공적으로 생산할 수 없었습니다. 이 논문은 광전자 3D 프린팅을 위한 광경화성 기능성 소재의 합성에 초점을 맞췄습니다.

우리는 균일한 두께의 쉘을 성장시키는 할로겐화 이온(CdCl₂)의 존재 하에서 원팟 합성을 통해 화학적 조성 구배를 갖는 CdSe/CdS/Cd1-xZnxSe1-ySy 코어/쉘 NPLs에 대한 간편한 합성 접근법을 보고합니다. 화학적 조성 그라데이션 쉘을 활용하면 코어와 쉘 사이의 이질적인 층 분리를 제거하여 높은 발광뿐만 아니라 광안정성을 향상시킬 수 있습니다. 할로겐화물 전구체 양을 조절하면 발광 파장과 균일한 두께의 쉘을 조정할 수 있음을 보여줍니다. 또한, 두께가 증가함에 따라 CdSe/CdS/Cd1-xZnxSe1-ySyCl 코어/셸 NPL의 Auger recombination rate 감소하는 것을 보여줍니다.

또한, 발광 소자의 3D 프린팅에 사용할 수 있는 광경화성 하이브리드 유무기 나노 복합체를 개발했습니다. 구체적으로 CdSe/ZnS QD 표면에서 리간드 교환을 통해 지방족 리간드를 제거하고 광경화성 이중기능성 리간드(예: 2-carboxyethyl acrylate (CEA))를 부착했습니다. 리간드 교환의 성공은 FT-IR 및 1H-NMR로 확인되었습니다. 발광 QD의 분산은 친수성을 조정하여 제어했습니다. 그 결과 광경 화성 발광 CEA-CdSe/ZnS QD를 자외선 조사를 통해 경화시켜 3D 패턴 필름을 만들었습니다. 제조된 필름의 광학적 특성에 대한 친수성의 영향은 광발광 분광법을 사용하여 연구되었습니다. 광경화성 하이브리드 나노 복합체는 LED, 태양 전지 및 센서와 같은 다양한 응용 분야에서 3D 프린팅의 빌딩 블록으로 사용될 수 있습니다.

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