• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.15 no.1
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• pp.51-55
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• 2004

Surface plasmons (SPs) are charge density oscillations that propagate along an interface between a dielectric and metal. In this paper, the electric field of SPs and the intereference of two SPs are observed by using Near-field Scanning Optical Microscope (NSOM). The excitation condition of SPs is changed as the optical tip approaches the metal surface, because the excitation condition of SPs is very sensitive to surface structures. To measure the microscope field of SPs, the distance between metal surface and optical tip must contain a specific interval.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.373-373
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• 2013

높은 효율의 InGaN/GaN 전광소자는 현대 조명 산업에 필수적인 역할을 하고 있다. 그러나 전광소자의 효율을 높이는 데에는 여러가지 한계들이 있다. 예를 들면 높은 전류에서의 효율저하, GaN 의 전위결함에 의한 비발광 재결합의 발생 등이 있다. 이러한 한계를 극복하고자 InGaN/GaN 전광소자의 효율을 높이기 위해 사파이어 기판의 표면을 거칠게 바꾸는 방법, 무분극 전광소자, 표면 플라즈몬 등 여러가지 많은 방법들이 개발되고 있다. c-plane InGaN/GaN LED 기반의 표면 플라즈몬 실험은 많은 연구가 수행되고 있으나, m-plane InGaN/GaN LED 기반의 표면 플라즈몬은 아직 연구가 진행되지 않았다. 본 실험의 목적은 표면 플라즈몬 효과를 이용하여 semi-polar InGaN/GaN LED의 광효율을 개선하는 것이다. 유기금속화학 증착 장비로 m-plane sapphire위에 $6{\mu}m$ 의 GaN 버퍼층을 증착하고 표면의 평탄화를 위해 $2{\mu}m$의 n-GaN을 증착하였다. 그 위에 3개의 다중양자우물 층을 증착하였고, 10 nm의 도핑이 되지않은 GaN를 증착하였다. 표면 플라즈몬 현상을 일으키기 위해 Ag박막을 10, 15, 20 nm 증착하여 급속 열처리 방법으로 $300^{\circ}C$에서 20분 열처리 하였다. 형성된 나노입자를 측정하기 위해 주사전자현미경으로 표면을 분석하였다. 표면플라즈몬에 의한 InGaN/GaN 광 세기를 측정하고자 여기 파장이 385 nm인 photoluminescence (PL) 를 사용하였다. 또한 내부양자효과의 증가를 확인하기 위해 PL을 이용하여 온도를 10~300 K까지 20 K 간격으로 광세기를 측정하였다. 향상된 내부 양자효과가 표면 플라즈몬에 의한 것임을 증명하기 위해 time-resolved PL을 이용하여 운반자 수명시간을 구하였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.6
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• pp.429-434
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• 2008

We propose a wavelength filter based on long-range surface plasmon-polaritons (LR-SPP) supported by a asymmetric doubleelectrode LR-SPP structure. For the case of the asymmetric double-layered LR-SPP waveguide, LR-SPPs exist with a much broader range of index mismatches between core and clad materials. Thus, the asymmetric double-electrode LR-SPP waveguide is adequate to form a plasmonic band-gap device as we report in this paper by studying Bragg-reflection wavelength filter based on it. The structure for wavelength filter operating telecommunications wavelength is designed by using the method of line (MoL) and the transfer matrix method. The fabricated device shows a relatively high extinction ratio of 50 dB with a bandwidth of 2 nm, and the performance is very consistent with numerical simulations.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.1
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• pp.73-79
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• 2008

We propose a novel metal-waveguide structure for sustaining long-range surface-plasmon-polaritons (LRSPP). The LRSPP waveguides are composed basically of two asymmetric metal layers: a very thin, finite-width metal strip on top of a metal slab with a dielectric gap in between them. Mode cut-off of LRSPPs excited on the double-metal waveguides is characterized by consistently investigating their dispersion relations and mode profiles. We also confirm experimentally the existence of low-loss, well-confined LRSPP modes by measuring far-field outputs emerging from an edge of the asymmetric double-metal waveguides. In the experiment, we have fabricated several types of SPP waveguide devices including straight lines, S-bend, and Y-branch consisting of gold strips (20 nm-thick, $5{\mu}m$-wide). Overall propagation loss of the proposed double-metal waveguides is quite comparable to that of single metal-strip waveguides, in addition the mode sizes can be tuned by increasing the core-insulator gap between the metal layers to get a higher coupling efficiency with a single-mode fiber in telecom wavelength. The proposed LRSPP waveguides may open up realization of SPP-waveguide sensors or nonlinear SPP-devices by replacing the core-insulator with a bio-fluid or a nonlinear medium.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.3 no.4
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• pp.205-216
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• 1992

Distribution of electric fields of surface plasmons at resonance and off-resonance angles were calculated and compared. As applications of surface plasmon resonance, (1) optical constants of ZnS films overcoated on Ag films were measured as the thickness of ZnS films increased, (2) four surface plasmon resonances distributed spatially due to the different thickness of SiO thin films overcoated on Ag films were observed in a picture frame by employing diverging waves of incidence, and (3) patterns of SiO thin films such as a grating and a character "가" overcoated on Ag films were measured by employing collimated waves of incidence.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.2 no.2
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• pp.59-66
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• 1991

Resonance angle and optimum thinckness of various thin metal films for surface plasmon resonance were calculated using an admittance diagram and optical constants and thickness of thin Ag films and Al films were determined by fitting the measured reflectance of surface plasmon resonance. Two wavelengths of an Ar ion laser were employed to select the unique optical constants which have the same thickness at two wavelengths. Also, when these films were exposed to the air, the shift of surface plasmon resonance was measured and the optical constants of modified thin films were determined.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 1988.06a
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• pp.132-134
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• 1988

얇은 금속면의 얀쪽 표면에 유전율이 같은 물질을 두는 감쇄 전반사 방법에 의하면 수명이 긴 표면 플라즈몬이 생성될수 있다. 이럼엄을 이용하여 금속표면과 접한 액체에서의 라만 산란의 증가를 얻을수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.133.1-133.1
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• 2014

이 발표에서 우리는 수백 나노미터 크기인 두 개의 나노 금속 원반 또는 나노 블록이 백 나노미터 이하의 간격으로 결합된 초미세 이중 금속 플라즈몬 광공진기를 제안하고 그 응용을 살펴본다. 원반구조 경우, 반지름이 476 nm인 나노원반 두 개가 100 nm 두께의 유전체 원반의 양쪽에 위치하여 1550 nm 공진파장을 가진 표면 플라즈몬 whispering-gallery-mode (WGM)을 유전체 내에 형성한다. 유전체의 두께를 일정하게 유지할 경우, WGM의 공진파장은 원반의 반지름에 따라 줄어든다. 반면, 반지름이 일정할 때에는 두 금속 원반 사이의 유전체 두께가 줄어듦에 따라 두 금속 원반 사이에 작용하는 표면 플라즈몬의 결합이 강해져서 공진파장이 길어진다. 따라서, 일반적으로 공진기의 크기가 줄어듦에 따라 공진파장이 짧아지는 것과 달리, 제안된 원반구조에서 발생하는 WGM는 원반의 반지름과 유전체의 두께를 함께 줄여도 공진파장이 동일하게 유지되는 차별화된 특성을 가지고 있다. 최종적으로 같은 공진파장을 가지는 WGM를 반지름 88 m, 유전체 두께 10 nm의 공진기에서도 여기시킬 수 있음으로, 모드부피(V)를 1/160으로 줄일 수 있다. 이에 비해, 공진모드의 품위값(Q)은 증가된 금속의 흡수손실에 의해 1/3정도 줄어듦으로써, 공진기와 물질의 상호작용 정도를 보여주는 Q/V값은 크기가 줄어든 공진기에서 오히려 50배 가량 증가함을 확인할 수 있다. 이 같은 초미세 플라즈몬 공진기는 매우 작은 굴절율 센서로서 응용을 가지고 있으며, 1160 nm/(단위 굴절율 변화)의 높은 민감도를 보인다. 한편, $200{\times}150{\times}100nm3$의 크기를 가진 두 개의 금속 나노블록이 10 nm의 공기 간격을 가지고 결합된 나노 공진기는, 공기 간격 내에 강하게 집적된 838 nm의 공진파장을 가진 플라즈몬 공진기 모드를 여기시킨다. 제안된 공진모드는 공기간격이 줄어듦에 따라 공진파장이 급격하게 증가하는 특성을 가지므로 옹스토롬 정도의 분해능을 가진 두께 변화 센서로 응용할 수 있다. 예를 들어, 공기간격 2 nm에서는 1A 두께 변화에 대해 공진파장 변화는 약 40 nm로 매우 민감하게 변화한다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 1991.06a
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• pp.90-93
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• 1991

일곤 레이저의 두 파장(488 nm, 514.5 nm)을 사용하여 은 박막과 은 박막 위에 덧증착한 ZnS 박막의 유일한 광학 상수와 두께를 Kretschmann 구조의 표면 플라즈몬 공명을 이용하여 결정하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.11
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• pp.88-93
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• 2017

It is important to develop a simple method oftuning localized surface plasmon resonance(LSPR) properties, due to their numerous applications. In addition, the careful examination of the shape, size and combination of metal nanoparticles is useful for understanding the relation between the LSPR properties and metal nanostructures. This article describes the dependence of theLSPR properties on the arrays of metal nanoparticles obtained from a block copolymer(BCP) micellar thin film. Firstly, two different Au nanostructures, having a dot and ring shape, were fabricated using conventional block copolymer micelle lithography. Then, Ag was plated on the Au nanostructures through the silver mirror reaction technique to obtain Au/Ag bimetallic nanostructures. During the production of these metallic nanostructures, the processing factors, such as the pre-treatment by ethanol, silver mirror reaction time and removal or not of the BCP, were varied. Once the Au nanoparticles were synthesized, Ag was properly plated on the Au, providing two distinguishable characteristic plasmonic bands at around 525nm for Au and around 420nm for Ag, as confirmed bythe UV-vis measurements. However, when a small amount of Au seed nanoparticles, which accelerate the Ag plating speed,was formed by usinga block copolymer with a relatively highmolecular weight, all of the Au surfaces were fully covered by Ag during the silver mirror reaction, showing only the characteristic peak for Ag at around 420nm. The Ag plating technique on Au nanoparticles pre-synthesized from a block copolymer is useful to study the LSPR properties carefully.