구조적 변형은 반도체의 밴드갭, 엑시톤 미세 구조 및 포논 에너지를 변화시켜 광학적 특성을 제어하기 위한 추가적인 조절 손잡이를 제공한다. 이러한 영향은 콜로이드 반도체 양자점(quantum dots, QDs)에서 활용될 수 있는데, 표면 성장 동역학을 제어함으로써 결함 형성을 억제하면서 3차원으로 구조적 응력을 가할 수 있기 때문이다. 그러나 광학적으로 활성인 결함으로부터 자유로운 QD에서의 구조적 변형에 대한 제어는 아직 달성되지 않았다. 본 연구에서는 동종 유사성(pseudomorphic) 이종 에피택시(coherent pseudomorphic heteroepitaxy)로 조성적으로 급격한 인터페이스를 갖는 변형 구배(strain-graded) CdSe-ZnSe 코어-쉘 QD를 구현함을 보인다. 그 결과 생성된 QD는 높은 구조적 충실도를 유지한 채 인터페이스에서 크기가 상이한 상호 탄성 변형을 견딜 수 있으며, 거의 1에 가까운 발광 효율로 광자를 가속된 속도로 방출하면서도 분광적으로 안정적이고 순수한 발광을 가능하게 한다. 우리는 비대칭 변형 효과와 양자 구속(quantum confinement) 효과를 결합하여 가시 전 영역을 포괄하는 QD의 발광 포락선을 확장하고, 이를 포토닉스 응용에 활용하는 사례를 제시한다.

헤테로구조 반도체 나노결정(h-NCs)의 형태학은 전하 운반자의 공간적 분포와 이들의 재결합 동역학 및/또는 수송을 좌우하며, 이는 h-NCs를 활용하는 광자공학 응용의 주요 성능 지표이다. 중금속 프리 원소로 구성된 헤테로가치성(heterovalent) III-V/II-VI h-NCs의 형태를 제어하지 못하는 점은 그들의 실용적 활용을 저해한다. 본 연구는 III-V/II-VI h-NCs의 사례 연구로서, InP 나노결정 상에서 ZnSe 에필레이어를 성장시키는 성장 제어를 여기에서 제시한다. InP/ZnSe h-NCs에서 관찰되는 이방성 형태는 서로 다른 InP 나노결정의 면(facet) 위에 ZnSe 에필레이어를 성장시키는 과정에서의 면 의존적 에너지 비용에 기인하며, 서로 다른 표면 면에 대한 ZnSe의 성장 속도를 제어하기 위한 효과적인 화학적 수단이 입증된다. 궁극적으로 본 논문은 InP/ZnSe h-NCs의 제어된 형태학에 기반하여 안정적이고 순수한 발광에서 환경에 민감한 발광으로 그들의 광물리적 특성을 확장하고자 하며, 이는 다양한 광자공학 응용에서의 활용을 촉진할 것이다.