반도체 나노입자(CdS, ZnS)의 분광학적 성질

1. 서론

반도체 나노입자는 크기가 수 나노미터 단위로 줄어들면서 고유의 광학적 특성과 전기적 특성이 크게 변화하는 특징을 지니고 있다. 이들 나노입자는 종래의 벌크 반도체와 달리 표면적이 매우 넓어 광흡수와 방출 효율이 향상되며, 양자제한 효과로 인해 흡수 및 방출 파장이 크기와 함께 조절 가능하다. 특히, 주로 연구되고 있는 반도체 나노입자에는 카드뮴 칸(U=CdS)과 아연 황(ZnS)이 있으며, 이들은 각각 광이온화와 빛 방출 특성에서 우수한 특성을 보여준다. 2xxx년 이후 관련 연구 논문 수는 연평균 15% 이상 증가하여, 2020년에는 2000건이 넘는 문서가 발표될 정도로 활성화되어 있다. 이러한 기술 반복 개발로 인해, CdS 나노입자는 태양광 셀, 형광 표지, 광센서 등 다양한 응용 분야에 도입되기 시작했고, ZnS 나노입자는 주로 포장재와 형광 재료로 활용되고 있다. 특히, 반도체 나노입자의 크기 조절을 통해 방출 파장 조절이 가능하여, 예를 들어, CdS 나노입자는 2~5 nm 크기에서 자외선부터 가시광선 영역까지 다양한 파장을 방출할 수 있으며, 이를 이용한 바이오이미징, 광학 센서 개발이 활발히 진행되고 있다. 반도체 나노입자의 연구는 …