용매에 따른 CdSe 나노 입자의 초음파 합성 및 물성측정

소개글

용매에 따른 CdSe 나노 입자의 초음파 합성 및 물성측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

□ 실험 목적

□ 실험의 이론적 배경

□ 실험 장비

□ 실험 방법

□ 실험시 주의 사항

□ 실험 결과

■ 결 론

■ 참고문헌

■ 고찰

본문내용

아세톤, 에탄올에 따라 결정의 생성 속도가 다르게 나타난다.
생성 속도 : 아세톤 》에탄올 》증류수 ( 유전상수 크기의 때문 )
실험에 사용된 유전 상수
용 매
아 세 톤
에 탄 올
증 류 수
유전상수
20.7
24.3
78.3
Na2SeSo3용액과 각 용액에 CdCl2를 용해하여 섞을 시 물의 유전상수(78.3)은 염을 구성하는 음이온과 양이온의 인력이 용매인 물로 인해서 1/78.3으로 감소된다는 것을 의미, 똑같은 방법으로 아세톤과 에탄올의 경우 1/20.7, 1/24.3로 감소 시키므로 세 용매중 아세톤이 염을 구성하는 이온의 인력을 가장 많이 감소시키므로 CdSe의 합성이 가장 빠르게 일어난다.
참고문헌
X線回折 (B.D CULLITY, JTC, 1990년)
화학의 원리 (보이케스, 로버트 1988년)
UV-Vis 및 원자흡수 분광분석법 (최주환, 박용성 1998년)
■고찰
지금까지 태양전지에 사용되는 CdSe입자를 수용액으로부터 합성하여보았고 합성된 CdSe의 광학적 성질을 측정하여보았다. 3번의 실험에서 변량인자로 사용한 것은 용매의 종류로 그에 따른 합성속도, 결정립 크기, 흡수하는 빛의 파장영역 등을 조사하여 보았다.
실험시 우선 정확한 양의 시료를 첨가하여 합성하는 데 주의를 기울여야 했으며 CdSe는 모두 인체에 매우 유해한 중금속이므로 항상 비닐장갑을 끼고 실험하였으며 흘린것이나 튄 것이 있을 경우 즉시즉시 닦아내야 하였다.
초음파를 이용하여 반응을 반응을 진행시키고 원심분리기를 이용하여 수세를 하였는데 이는 모두 처음 사용해보는 실험장비여서 눈여겨 보아야 했다. X-RD역시 재료공학실험I에서 본적은 있지만 이렇게 데이터를 직접 분석해 보는 것은 처음이라 시행착오를 겪기도 하였다. UV-Vis 측정기구는 여러파장의 빛을 샘플에 쪼아주어 그 흡수율을 측정하는 기구로 재료공학부에는 없는 기구라 물리학과에 가서 실험하였는데 역시 좋은 경험이 되었다. 더군다나 UV-Vis는 우리 2조가 직접 조사하여 발표까지 하였으므로 좀 더 자세히 알게 되었다.
실험결과는 만족스럽게 나오지 않았다. 우선 X-RD를 이용하여 결정립 크기를 계산해 본 결과 에탄올을 용매로 사용한 2번째 샘플의 결정립이 가장 크게 나왔고 아세톤, 증류수 순으로 나왔다. 이것은 예상결과인 아세톤>증류수>에탄올과 크게 빗나간 결과이다. 이 오차의 원인을 여러모로 분석해 보았는데 우선 처음 합성할 시 첫 번째 샘플은 실험 첫날에 제조하였고 두 번째 세 번째 샘플은 그 이틀 뒤에 제조하여서 그 시간차와 이틀 뒤 사용한 셀레늄 소스는 그날 다시 새로 만든 것을 사용하였으므로 그 농도차이가 원인이 될 수 있다. 그리고 두 번째 샘플의 건조시간을 예상보다 길게 하게 되어서 결정립의 성장이 일어났을 가능성도 있다. 그리고 수세시 물로 두 번, 에탄올로 두 번 하였는데 이것의 착오도 있을 수 있다. 마지막으로 초음파를 이용하여 반응을 시킬때 초음파 콘의 위치도 일정하였다고 보장할 수 없었다. 초음파 콘의 위치에 따라 결정립크기 성장이 달라지지 않는다고는 말할 수 없으므로 이도 오차의 원인으로 볼 수 있다. UV-Vis측정결과를 보면, 결정립 크기의 균일도는 두 번재와 세 번째 샘플이 비슷하였고 첫 번재 샘플은 비교적 낮았다. 그리고 결정립 크기가 큰 것은 결과에서 Red Shift가 일어나는데 이것은 두 번째와 세 번째 샘플의 결과로 보아 어느정도 들어맞는다고 분석할 수 있다.
지금까지 실험을 하면서 새로운 장비도 많이 만져보고 직접 데이터 분석도 해 보았는데 생각보다 잘 되지는 않았지만 좋은 경험이 되었다고 생각한다. 지금까지 실험을 성심성의껏 지도해주신 교수님과 조교님 수고하셨습니다.

키워드

UV-Vis 흡수분광법,   X-Ray Diffraction,   CdSe,   CdSe나노입자,   초음파 합성