• 센서학회지
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• 제20권2호
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• pp.107-113
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• 2011

LSPR(Localized Surface Plasmon Resonance) sensor measures the refractive index change on the sensor surface. The detection of biological reaction with the unknown refractive index needs to be converted into the signal sensitivity for the refractive index change for comparison with other measurements. To find the signal sensitivity, the three steps of signal processing are proposed, which are signal modeling, signal calibration and signal normalization of LSPR sensor. The detected signal of biotin-streptavidin interaction has been converted into unit of [RU](Resonance Unit) using the proposed method. The converted signal directly can be compared with the other sensors including commercialized one.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.66-66
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• 2008

본 연구에서는 ITO/Ag/ITO 다층 박막을 유기발광소자와 플렉시블 광전소자의 전극으로 적용하기 위하여 선형 대항 타겟 스퍼터(Linear facing target sputter) 시스템을 이용하여 성막하였고, ITO/Ag/ITO 다층박막의 전기적, 광학적, 구조적 특성을 분석하였다. 선형 대항 타겟 스퍼터 시스템은 강한 일방항의 자계와 타겟에 걸린 음극에 의해 전자의 회전, 왕복 운동이 가능해 마주보는 두 ITO 타겟 사이에 고밀도의 플라즈마를 구속 시켜 플라즈마 데미지 없이 산화물 박막을 성막시킬 수 있는 장치이다. 대항 타겟 스퍼터 시스템을 이용하여 성막한 ITO 전극을 DC power, working pressure, Ar/O2 ratio 에 따른 특성을 각각 분석하였다. glass 기판위에 최적화된 ITO 전극을 bottom layer로 두고, bottom ITO layer 위에 thermal evaporation 을 이용하여 Ag 박막을 6~20nm의 조건에 따라 두께를 다르게 성막하고, Ag 박막을 성막한 후에 다시 bottom ITO 전극과 같은 조건으로 ITO 전극을 top layer로 성막 하였다. 두 비정질의 ITO 전극 사이에 매우 앓은 Ag 박막을 성막 함으로 해서 glass 기판위에 ITO/Ag/ITO 다층 박막전극은 매우 낮은 저항과 높은 투과도를 나타낸다. ITO/Ag/ITO 박막의 전기적 광학적 특성을 보기 위해 hall measurement와 UV/visible spectrometer 분석을 각각 진행하였다. ITO/Ag/ITO 다층 박막 전극이 매우 얇은 두께임에도 불구하고 $4\Omega$/sq.의 낮은 면저항과 85%의 높은 투과도를 나타내는 이유는 ITO/Ag/ITO 전극 사이에 있는 Ag층의 표면 플라즈몬 공명 (SPR) 현상으로 설명할 수 있다. ITO/Ag/ITO 전극의 Ag의 거동을 분석 하기위해 FESEM분석과 synchrotron x-ray scattering 분석을 하였다. ITO/Ag/ITO 전극의 Ag층이 islands의 모양에서 연속적으로 연결되는 변화과정 중에 SPR현상이 일어남을 알 수 있다. 여기서, 대항 타겟 스퍼터 시스템을 이용하여 성막한 ITO/Ag/ITO 다층박막을 OLED 또는 inverted OLEDs의 top 전극으로의 적용 가능성을 보이고 있다.

• 산업식품공학
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• 제14권1호
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• pp.49-53
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• 2010

표면 플라즈몬 공명을 이용한 센서는 굴절계 기기의 일종으로서 높은 감도를 가질 뿐만 아니라 비표지 방식이라는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 재래식 SPR 칩을 이용하여 시판 술 4종의 알코올 함량을 측정하였다. 또한, 재래식 SPR 칩의 감도를 개선하기 위하여 금 박막 위에 금으로 나노형상을 구축하여 나노형상 SPR 칩을 제조하여 모형 술에 대한 감도 개선 효과를 분석하였다. 재래식 SPR 칩을 이용하여 시판 술의 알코올 함량을 측정하기 위한 검량선을 개발하였을 때 시료를 전처리 하지 않고 그대로 측정하였을 때 가장 좋은 검량선을 얻을 수 있었다. 소주, 청주, 이과두주, 탁주 등 시판 술 4종에 대한 1차 회귀식의 검량식에서 결정계수는 각각 0.992, 0.933, 0.918, 그리고 0.984로 나타났다. 한편, 재래식 SPR 칩의 감도를 개선하기 위해 나노형상 SPR 칩을 제조하기 위하여 Langmuir-Blodgett(LB) 방법을 활용하였다. 본 연구에서는 수십 nm 두께의 금 박막을 바닥층으로 하여 그 위에 나노 크기의 실리카 입자를 단분자 층으로 덮어 형틀을 제조하고 다시 그 위에 금을 증착한 후 실리카 입자를 제거하는 방법으로 나노형상을 갖는 SPR 칩을 제조하였다. 나노형상 SPR 칩의 성능을 평가하였을 때 20% 알코올 함량을 가지는 모형 술에 대해서 바닥층의 두께가 50 nm, 나노형상에서 골의 깊이가 20 nm, 나노형상의 배열주기가 300 nm일 때 SPR의 감도가 가장 좋아서 95%의 감도 향상을 얻을 수 있었다. SPR의 감도는 칩과 관련된 인자, 시료의 종류 및 상태에 따라 다르게 나타날 수 있으므로 측정 목적에 알맞은 칩의 설계와 선택이 요구된다.

• 한국광학회지
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• 제20권3호
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• pp.182-188
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• 2009

완충용액과 분석시료의 확산으로 발생하는 측정 오차를 최소화하기 위하여 공기주입 장치와 공기제거 장치를 설치한 표면 플라즈 몬 공명 타원계측기(surface plasmon resonance ellipsometer: SPRE)를 새로이 제안하고 이를 제작하였다. SPRE에서 완충용액과 분석시료간의 상호 확산은 분석시료의 농도를 변화시켜 굴절률 측정에 영향을 주고, 이 결과 생체분자 물질의 접합 특성이 명확하게 나타나지 않는다. 이러한 SPRE의 측정 장치에 공기를 주입하는 장치를 추가로 설치하여 두 용액의 확산을 막고, 특히 불필요한 공기가 채널 내부로 유입되어 생기는 잡음신호를 없애기 위하여 공기제거 장치를 사용함으로써 신뢰성 있는 SPRE의 측정 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제11권4호
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• pp.144-148
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• 2010

본 연구에서는 플라즈몬 공명 신호 증폭을 위한 AuNPs의 실리카 표면 개질 및 나노 입자의 안정적인 표면 박막 형성을 목표로 하였다. 직경 10 nm의 AuNPs를 수용액 상에서 제조하였으며, AuNPs 표면에 실리카 층을 단계별로 형성시켰다. Tetraethlyorthosilicate 농도를 조절함으로써 실리카 박막 두께를 조절하였으며, 얻어진 나노 입자들을 수용액 표면에 분산시켜 Langmuir-Blodgett 박막을 제조하였다. 흡광스펙트럼의 변화를 관찰함으로써 AuNPs의 크기 변화를 확인하였으며, 원자 힘 현미경으로 LB 박막의 형성 여부와 표면 균일도를 살펴보았다.

• 센서학회지
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• 제29권2호
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• pp.118-122
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• 2020

This paper proposes a specific sensor-design strategy and the possibility of improving the sensing performance, which can be obtained by replacing part of the existing plasmonic sensor based on the Kretschmann configuration method with an effective refractive-index layer. By replacing the metal layer with an effective refractive-index layer composed of gold and the material to be sensed, an improvement in the detection performance, accompanied by an increase in the sensed incident angle, is observed, and the gold-composition ratio that demonstrates the best result is presented. Subsequently, an increase in the sensed incident angle generated in the previous step can be suppressed by randomly etching a portion of the prism adjacent to the metal layer in a sub-wavelength scale. Finally, this study analyzes the optimization of the metal-layer thickness in a given sensor structure. An effective refractive thin-film surface plasmon resonance sensor design that can achieve optimal sensing performance is then proposed.

• 한국기계가공학회지
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• 제15권6호
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• pp.95-100
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• 2016

We suggest and simulate an optical filter that a red wavelength range cannot transmit to protect the psychological stress that originates from the cognition of red color in emergency medical technicians. When a nanohole hexagonal array is fabricated on gold film using Anodic Aluminum Oxide (AAO), the blocked wavelength can be tuned by the hole diameter and film thickness. The characteristic of the transmittance for normal incident white light is simulated with Finite Element Method (FEM) in the MATLAB platform. Although the transmittance of the overall wavelength is reduced by 50% by the gold film, the transmittance of the red wavelength range is decreased by over 87%.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제35권2호
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• pp.116-123
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• 2010

Rapid detection of foodborne pathogens has been a major challenge for the food industry. Salmonella contamination is well known in all foods including pasteurised milk. The possibility of specific detection of Salmonella Enteritidis by surface plasmon resonance (SPR) biosensor was explored using a commercially available portable SPR sensor. Self assembly technique was adopted to immobilize anti-Salmonella antibodies on the gold sensing surface of the SPR sensor. The concentration of polyclonal antibody for use in the SPR biosensor was chosen to 1.0 mg/mL. Experiments were conducted at near real-time with results obtained for one SPR biosensor assay within 1 hour. The limit of detection for Salmonella Enteritidis was determined to be $10^6$ CFU/mL in both PBS buffer and milk samples. The assay sensitivity was not significantly affected by milk matrix. Our results showed that it would be possible for employing the SPR biosensor to detect Salmonella Enteritidis in near real-time.

• 센서학회지
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• 제24권6호
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• pp.423-428
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• 2015

A bimetallic chip made of gold and silver was investigated in intensity interrogation mode to confirm enhancement of the SPR sensor resolution. Both reflectance curves of the bimetallic chip and the conventional gold chip was acquired and compared. The line width of the reflectance curve of the bimetallic chip was narrower than that of the conventional Au chip, resulting in steeper tangential slope. The reflectance was monitored at the angle related to the steepest tangential slope. The change in reflectance of the bimetallic chip was larger than that of the Au chip. The critical angle was analyzed by differentiating the reflectance with respect to incident angle twice. Acquiring the critical angle regarding to the sample informs the refractive index of the sample. Using various concentration of Bovine Serum Albumin, we confirmed that refractive index was linearly related to variation of reflectance of the bimetallic chip.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권4호
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• pp.323-328
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• 2004

A surface plasmon resonance (SPR) sensing system, which belonged to a family of thin film refractometry-based sensors, was fabricated to measure the alcohol contents in alcoholic beverages. In this study, a SPR owe was obtained by a photodiode array with 128 pixels and transformed into a refractive index which was calculated by means of the first moment of values below a baseline of 0.85. When the sensing system was applied to Soju, Cheonju, Igwaduju and Tacju highly linear relationships between the refractive index by SPR and the contents of alcohol were obtained. That is, the coefficients of determination in their linear models were 0.992, 0.933, 0.918 and 0.954, respectively. Meanwhile, the effect of sample preparations on the accuracy of measurement was analyzed. As for Soju and Tacju, the best calibration equations were obtained when no sample preparation was applied. The best calibration models for measurement of Cheonju and Igwaduju were obtained through the samples filtered by $C_{18}$ disks.