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경계요소해석을 이용한 금속 나노입자의 광학적 특성에 대한 연구
성송현(S. H. Sung),고평삼(P. S. Ko),윤홍석(H. S. Youn) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
광촉매는 빛 에너지를 이용하여 환원 반응을 빠르게 촉진하는 물질이다. 종류에는 이산화티타늄(TiO₂)과 산화아연(ZnO) 등 다양한 소재가 있지만, 본 논문에서는 산화아연 나노파티클을 사용하여 은 전구체를 환원시키는 실험을 진행하였다. 우선 실험을 통해 산화아연 나노입자를 합성한 후, 부탄올에 분산하여 산화아연 나노파티클 용액을 합성하였다. 그리고 산화아연 용액을 은 전구체 용액과 섞어 혼합 용액으로 만들어준 후 유리 기판에 얇은 막으로 코팅하였다. 코팅된 은 전구체 박막에 자외선 램프를 조사하여 은을 결정화 되었다. 결과적으로 광촉매를 통해 은 박막으로 환원시키는 연구이다. 유리기판 위의 형성된 박막 전도성을 측정하여 은의 환원을 간접적으로 확인하였고 에너지분산 X 선 분광법을 이용하여 은의 환원을 확인하였다. 또한 분광기를 통해 박막의 광학적 성질을 측정해보았다. 제안된 실험의 타당성을 Mathworks 사의 수치해석 프로그램인 MATLAB 의 툴(Tool)인 금속 나노입자 경계요소법(Metal Nano-particle Boundary Element Method, MNPBEM) 시물레이션을 통해 광학적 특성을 계산하였고 분광기를 통해 실제 샘플의 광학적 성질을 분석하였고 실제 데이터 값과 비교해보았다. MNPBEM 에 들어갈 요소에는 모델링을 위해 각 입자의 모형과 지름이 중요하므로 주사전자현미경과 같은 장비를 통해 시뮬레이션에 들어갈 요소를 측정하였다. 시뮬레이션의 결과값과 실험의 결과값을 통해 광촉매의 은 전구체 환원의 매커니즘을 최종적으로 설명하고자 한다.
T. L. Trinh(찐티리),P. S. Ko(고평삼),H. S. Youn(윤홍석) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
We refer to solution-processed quantum dot light-emitting diodes using zinc oxide (ZnO) nanoparticles (NPs) and an organic ionic interlayer as an electron-injection layer in this study. By creating a permanent interfacial dipole, the ionic solution infiltrated into the ZnO NP layer, which contains polyethylene glycol and tetra-n-butylammonium tetrafluoborate, considerably decreases the huge electron-injection barrier. As a consequence, the device structure of QLEDs ITO/ PEDOT: PSS/ PVK/ QD/ ZnO/ TBABF4/ Al has a better current efficiency and power efficiency than the structure of QLEDs ITO/PEDOT: PSS/ PVK/ QD/ ZnO/ PEIE/ Al and the structure of QLEDs ITO/ PEDOT: PSS/ PVK/ QD/ ZnO/ Al. The improved device performance can be attributed to the balanced injection of carriers into the emissive layer under the space charge-limited current (SCLC) regime. The high-performance quantum dot light-emitting diodes (QLEDs) have been recognized as a promising research field due to their potentially immediate and significant impact on display and lighting technologies.