• 대한금속재료학회지
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• 제46권7호
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• pp.464-470
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• 2008

Metallic nanostructures have great potential for bio-chemical sensor applications due to the excitation of localized surface plasmon and its sensitive response to environmental change. Unlike the commonly explored absorption-based sensing, the optical scattering provides single particle detection scheme. For the localized surface plasmon resonance spectroscopy, the metallic nanostructures with controlled shape and size have been usually fabricated on adhesion-layer pre-coated transparent glass substrates. In this study, we calculated the optical scattering properties of plasmonic Au nanodisc using a discrete dipole approximation method and analyzed the effect of adhesion layer on them. Our result also indicates that there is a trade-off between the surface plasmon damping and the capability of supporting nanostructures in determining the optimal thickness of adhesion layer. Marginal thickness of Ti adhesion layer for supporting Au nanostructures fabricated on a silica glass substrate was experimentally analyzed by an adhesion strength test using a nano-indentation technique.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.156-161
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• 2014

We have investigated the optical properties of plamonic waveguide with tapered structure based on InP material for photonic integrated circuit(PIC). The proposed plasmonic waveguide is covered with the Ag thin film to generate the plasmonic wave on metallic interface. The optical characteristics of plasmonic waveguide were calculated using the three-dimensional finite-difference time-domain method. The plasmonic waveguide was fabricated with the lengths of 2 to $10{\mu}m$ and the widths of 400 to 700 nm, respectively. The plasmonic mode and optical loss were measured. The optimum plasmonic length is $10{\mu}m$ and widths are 600 and 700 nm in the fabricated waveguide. This plasmonic waveguide can be directly integrated with other conventional optical devices and can be essential building blocks of PIC.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.244-248
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• 2015

We proposed and demonstrated the double layered metallic nano-hole structure using polystyrene beads process to enhance the sensitivity of surface plasmon resonance (SPR). The double layered SPR structures are calculated using the finite-difference time-domain (FDTD) method for the width, thickness, and period of the metallic nano-hole structures. The thickness of the metal film and the metallic nano-hole is 30 and 20 nm in the 214 nm wide nano-hole size, respectively. The double layered SPR structures are fabricated with monolayer polystyrene beads of 420 nm wide. The sensitivities of the conventional SPR sensor and the double layered SPR sensor are obtained to 42.2 and 52.1 degree/RIU, respectively.

• 공업화학
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• 제32권2호
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• pp.125-131
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• 2021

일반적인 반도체 기반의 광촉매는 물질 고유의 밴드갭 때문에 자외선이나 가시광선에 의해서만 활성화될 수 있고, 태양광 에너지의 약 50%를 차지하는 근적외선 영역의 에너지는 활용할 수 없다. 따라서 기존의 반도체 광촉매의 성능을 향상시키기 위해서는 자외선에서 근적외선에 이르는 넓은 영역에서 더 많은 태양광 에너지를 활용할 수 있어야 한다. 태양광의 근적외선 영역을 활용하기 위해 기존 반도체 광촉매를 업컨버전 나노입자와 결합하는 연구들이 수행되고 있다. 업컨버전 나노입자는 근적외선 광자를 여러 개 흡수하여 자외선이나 가시광선으로 변환하여 광촉매를 활성화할 수 있다. 그리고 반도체 광촉매와 업컨버전 나노입자에 플라즈모닉 금속 나노입자를 함께 결합시키면 태양광에 의한 광촉매 활성을 더욱 향상시킬 수 있다. 본 총설은 업컨버전 나노입자를 이용하여 근적외선 영역의 태양광 에너지가 광촉매의 성능 향상에 기여할 수 있도록 하는 최근의 연구결과를 바탕으로 서술하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권1호
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• pp.55-59
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• 2022

본 논문에서는 플라즈몬 공명 현상을 통하여 나노 입자 주변의 전기장을 증폭시키며, 흡광률을 높일 수 있는 구조를 시간영역 유한차분(FDTD)시뮬레이션을 이용하여 나노입자를 평면에 배열하였을 때와 비교하여 나노 구조에 배열하였을 때의 전기장과 흡광도를 비교하였다. 또한 나노구조의 폭을 240 nm ~ 300 nm로 조절하여 입자간의 간격이 좁을수록 광 흡수율이 높음을 보이고자 하였다. 또한 UV 임프린트를 통하여 나노 입자와 나노 구조를 표면에 함께 형성시키는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 해당 구조에 입자를 형성하기 위하여 스프레이 코팅을 이용하여 나노 입자를 구조 제작에 사용되는 몰드에 먼저 배열한 후, UV 임프린팅을 통해 제작하였고 나노구조와 입자가 함께 형성됨을 Scanning Electron Microscopy 로 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권5호
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• pp.439-444
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• 2022

Laser-induced plasmonic sintering of metal nanoparticles (NPs) is a promising technology to fabricate flexible conducting electrodes, since it provides instantaneous, simple, and scalable manufacturing strategies without requiring costly facilities and complex processes. However, the metal NPs are quite expensive because complicated synthesis procedures are needed to achieve long-term reliability with regard to chemical deterioration and NP aggregation. Herein, we report laser-induced Ag NP self-generation and sequential sintering process based on low-cost Ag organometallic material for demonstrating high-quality microelectrodes. Upon the irradiation of laser with 532 nm wavelength, pre-baked Ag organometallic film coated on a transparent polyimide substrate was transformed into a high-performance Ag conductor (resistivity of 2.2 × 10^-4 Ω·cm). To verify the practical usefulness of the technology, we successfully demonstrated a wearable transparent heater by using Ag-mesh transparent electrodes, which exhibited a high transmittance of 80% and low sheet resistance of 7 Ω/square.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권2호
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• pp.223-229
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• 2024

Laser-induced plasmonic sintering of metal nanoparticles (NPs) holds significant promise as a technology for producing flexible conducting electrodes. This method offers immediate, straightforward, and scalable manufacturing approaches, eliminating the need for expensive facilities and intricate processes. Nevertheless, the metal NPs come at a high cost due to the intricate synthesis procedures required to ensure long-term reliability in terms of chemical stability and the prevention of NP aggregation. Herein, we induced the self-generation of metal nanoparticles from Ag organometallic ink, and fabricated highly conductive electrodes on flexible substrates through laser-assisted plasmonic annealing. To demonstrate the practicality of the fabricated flexible electrode, it was configured in a mesh pattern, realizing multi-touchable flexible touch screen panel.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권5호
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• pp.454-462
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• 2023

금속 나노 입자의 플래시 램프 어닐링 공정은 빠른 가공 속도(밀리초 단위), 저온 공정, 롤투롤 공정과의 호환성 등 이유로 유연한 기판 위에 고성능 전극을 제조하기 위한 강력한 솔루션으로 제공되어 왔다. 그러나 금속 나노 입자[예를 들면, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등]는 저온 공정을 위한 미세 금속 나노 입자(직경 10 nm 미만)의 제조가 어렵고, 고가이며, 잉크보관 및 플래시 램프 어닐링 과정에서 산화가 발생하는 등의 한계가 존재했다. 이러한 이유로 유기금속화합물 잉크는 금속 나노 입자를 대체할 수 있는 재료로서 저렴한 가격(기존 금속 나노 잉크 대비 1/100의 가격)과 저온 공정성, 높은 재료 안정성으로 인해 제안되었다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고, 유기금속화합물의 플래시 램프 어닐링 처리를 통한 유연한 전극의 제조는 광범위하게 연구되지 않고 있다. 본 논문에서는 사전 경험 없이 은 유기금속화합물을 플래시 램프 어닐링하는 과정에서 발생할 수 있는 어려움을 최소화하기 위해 재료 매개변수와 플래시광 처리 매개변수(에너지 밀도, 펄스 지속시간 등)를 고려하여 유연 기판에 전극을 제조하기 위한 최적의 조건을 결정하는 방법을 실험적으로 가이드하고자 한다.

• 공업화학
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• 제35권2호
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• pp.67-78
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• 2024

흡광은 측정이 간편하고 해석의 직관성이 높다는 점에서 생화학 기반 분석법의 신호로서 강점을 가진다. 흡광을 가지는 물질 중에서 금 나노입자는 화학적 안정성, 생물학적 친화성, 가시광선 범위에서 야기되는 국소 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonance, LSPR)에 의한 독특한 광학적 특성 등의 유용한 성질을 지니며, 특정 표적 물질에만 유효한 다른 발색물질과 비교해 항체나 압타머 등 다양한 검출 활성물질과 접합이 용이하여 확장성을 가진다. 특히, 기질의 산화로 발색을 야기하는 효소 기반 발색법에 비해 낮은 가격, 쉬운 입자 합성, 높은 환경안정성 등의 장점으로 인해 비색화 분석법의 신호물질로서 광범위하게 연구되고 있다. 본 총설에서는 이와 같은 금 나노입자를 신호물질로 활용하는 다양한 전략을 최근의 연구들을 중심으로 요약 정리하였으며, 입자의 형태에 광학 특성이 영향을 받는 금 나노입자의 특징에 착안하여 신호생성 시에 활용한 금 나노입자의 형태 제어 전략을 기준으로 문헌들을 분류하고 검토하였다. 이를 통해 이미 오랜 기간 활용되어온 금 나노입자가 현재에도 흡광 신호물질로서 여전히 활발하게 연구되고 있다는 사실을 고찰하고, 향후에도 광범위하고 지속적으로 개선될 여지를 가진다는 점을 확인하였다.