• Title/Summary/Keyword: 표면 플라즈몬

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Imaging of self-assembled monolayers by surface plasmon microscope (표면 플라즈몬 현미경을 이용한 자기조립 단분자막의 이미징)

  • 표현봉;신용범;윤현철;양해식;김윤태
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.14 no.1
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    • pp.97-102
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    • 2003
  • Multi-channel images of 11-MUA(11-Mercaptoundecanoic acid) and 11-MUOH(11-Mercaptoundecanol) self-assembled monolayers were obtained by using two-dimensional surface plasmon resonance (SPR) absorption. The patterning process was simplified by exploiting direct photo-oxidation of thiol bonding (photolysis) instead of conventional photolithography. Sharper images were resolved by using a white light source in combination with a narrow bandpass filter in the visible region, minimizing the diffraction patterns on the images. The line profile calibration of the image contrast caused by different resonance conditions at each point on the sensor surface (at a fixed incident angle) enables us to discriminate the monolayer thickness in nanometer scale. Furthermore, there is no signal degradation such as photo bleaching or quenching, which are common in the detection methods based on fluorescence.

화학적 방법으로 성장된 ZnO nanorod 구조에서 Ag 나노입자의 영향

  • Go, Yeong-Hwan;Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.189-189
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    • 2010
  • ZnO nanorods 구조는 광소자 및 태양광 소자의 성능을 향상시키기 위해서 무반사계수, 광추출효율, 전기적, 열적 전도도를 개선시킬 수 있어, 매우 큰 관심을 가지고 왔다. 또한 Ag 나노입자는 표면 플라즈몬 효과를 이용하여 LED나 태양전지에 응용하여 소자의 성능이 향상됨을 이론적, 실험적으로 증명되어 왔으며, 현재에도 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 ZnO nanorods 특성과 Ag 나노입자의 표면 플라즈몬 효과를 이용하기 위해서, 본 연구에서는 Ag 나노 입자를 형성된 ZnO seed층에 ZnO nanorods를 성장시켰다. 시료를 제작을 위해서 비교적 성장이 간단하고 저온성장이 가능한 화학적 합성방법을 이용하였다. Ag 나노입자가 형성된 ZnO seed층 제작을 위해서 먼저 Si 기판위에 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 고진공, $N_2$ 분위기에서 일정한 두께로 증착을 하였으며, 이후 Ag 박막을 thermal evaporator로 10 nm 두께로 증착하였다. 그 다음, 크기가 다른 Ag 나노입자를 형성을 위해서 rapid thermal annealing (RTA)을 여러 가지 온도에서 수행하였다. 그리고 이러한 시료들를 이용하여, ZnO nanorods를 성장하기 위하여, $90-95^{\circ}$의 온도에서 zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines (HMT)으로 혼합된 용액에 담가두어 ZnO nanorods를 성장시켰다. Ag 나노입자의 크기에 따라 ZnO nanorods의 구조와 형태에 대하여 어떠한 영향을 주는지를 관찰하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 측정하였으며, Ag와 ZnO의 성분분석과 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 분석하였다. 그리고 표면 플라즈몬에 의한 영향에 대하여 조사하기 위해, ZnO nanorods와 Ag 나노입자가 형성된 ZnO nanorods를 UV-Vis-NIR spectrophotometer을 이용하여 흡수계수와 반사계수를 비교하여 측정하였으며. 태양전지의 성능향상을 수 있음을 이론적으로 계산하였다. 그리고 또한 photoluminescence (PL) 분석을 수행하여 ZnO nanorods의 구조에 대하여 Ag 나노입자의 영향에 대한 광특성을 측정하였다.

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Ag가 코팅된 ZnO nanorod 구조의 광학적 특성 연구

  • Go, Yeong-Hwan;Lee, Dong-Hun;Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.209-209
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    • 2010
  • 금(Au) 또는 은(Ag) 금속 나노입자의 모양, 크기, 분포 상태를 조절하여 가시광선과 적외선, 자외선 영역에서 강한 표면 플라즈몬 효과을 이용할 수 있는데, 최근 이러한 금속 나노입자의 표면플라즈몬 효과를 이용하여 태양광 소자의 성능을 향상시키는 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 그 중, 높은 효율과 낮은 제작비용 그리고 간단한 공정과정의 장점을 갖고 있어서 크게 주목 받고 있는 염료감응태양전지에서도 금(Au) 또는 은(Ag) 금속 나노입자을 이용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 예로, Au가 코팅된 $TiO_2$ 기반의 염료감응태양전지구조를 제작하여, 입사된 빛이 표면플라즈몬 효과를 통해, Au에서 여기된 전자들이 Au/$TiO_2$ 사에의 schottky 장벽을 통과하여 $TiO_2$의 전도대 전자들의 밀도가 증가하여, charge carrier generating rate을 높여 소자의 광변환 효율의 향상을 증명하였다. 이에 본 연구에서는, $TiO_2$보다 높은 전자 이동도(mobility)와 직선통로(direct path way)의 장점을 갖고 있는 ZnO nanorod에서의 charge carrier generating rate을 높일 수 있도록, 비교적 가격이 저렴한 Ag nanoparticle을 코팅하였다. ZnO nanorod 제작은 낮은 온도에서 간단하게 성장시킬 수 있는 hydrothermal 방법을 이용하였다. 기판위에 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 AZO seed layer를 증착한 후, zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines (HMT)으로 혼합된 용액을 사용해 ZnO nanorods를 성장시켰다. 이 후, Ag를 형성할 수 있도록 열증기증착법을 이용하여 코팅하였다. Ag의 증착시간에 따른 ZnO nanorods에서의 코팅된 구조와 형태를 관찰하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 측정하였으며, 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 분석하였다. 또한 입사된 빛에 의해, 여기된 ZnO 전도대 전자들이 다시 재결합을 통해 방출되는 photoluminescence 양을 scanning PL 장비를 통해 측정하여 Ag가 코팅된 ZnO nanorod의 광특성을 분석하였다.

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Surface plasmon resonance sensor (표면 플라스몬 공명 센서의 제작)

  • Han, Won-Sik;Jung, Kyu-Jin;Lee, Sang-Won;Hong, Suk-Young;Lee, Young-Hoon;Hong, Tae-Kee
    • Analytical Science and Technology
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    • v.19 no.1
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    • pp.9-17
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    • 2006
  • The application and analysis of the interaction of various biomaterials including the concentration of biomaterials, thickness, and the ability of the detection of the analytical kinetic data of special biomaterials have been performed by SPR(surface plasmon resonance) sensor. To fabricate the scanning SPR, we designed data acquisition board and LabVIEW program for the personal computer to control the SPR sensor and collect the data from detector.

Implementation of Bio-Sensor with Coupled Plasmon-Waveguide Resonance Profile (결합된 플라즈몬-도파관 공진 구조로 구성된 바이오센서의 구현)

  • Kwang-Chun Ho
    • The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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    • v.24 no.1
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    • pp.109-114
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    • 2024
  • The bio-sensing properties of TE and TM guided modes in the coupled plasmon-waveguide resonance (PWR) configuration are investigated. The modal transmission-line theory (MTLT) is used for numerical analysis. The proposed PWR bio-sensor is composed of multi-layered configuration with N pairs of MgF2-Si3N4 layers to enhance the sensitivity of a conventional Ag-based surface plasmon resonance bio-sensor. The angular sensitivity of bio-sensor is numerically analyzed for a wide range of biological solutions (refractive index 1.33~1.37). Furthermore, the availability of sensor to detect cancer cells and blood plasma concentration is evaluated. Finally, the results indicate that the proposed bio-sensor is capable efficiently to detect various kinds of cancer cells and different glucose concentrations in urine.

Optimal Design Method for a Plasmonic Color Filter by Using Individual Phenomenon in a Plasmonic Hybrid Structure (복합 플라즈몬 구조에서의 개별 모드 동작을 이용한 플라즈모닉 컬러 필터 최적의 설계 방법)

  • Lee, Yong Ho;Do, Yun Seon
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.29 no.6
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    • pp.275-284
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    • 2018
  • In this study we propose a hybrid color-filter design method in which a nanohole array and a nanodisk array are separated by nanopillars of the material AZ 1500. We propose a design method for an RGB color filter, using the tendency of transmitted light according to each design variable. Especially we analyzed the intensity distribution of the electric field in the cross section, and set the height of the nanopillars so that the local surface-plasmon resonances generated in the two different arrays do not affect each other. The optical characteristics of the optimized color filter are as follows: In the case of the red filter, the ratio of the wavelength band expressing red in the visible broadband is 55.01%, and the maximum transmittance is 41.53%. In the case of the green filter, the ratio of the wavelength band expressing green is 40.20%, and the maximum transmittance is 42.41%. In the case of the blue filter, the ratio of the wavelength band expressing blue is 32.78%, and the maximum transmittance is 30.27%. We expect to improve the characteristics of color filters integrated in industrial devices by this study.