• 한국광학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.51-55
• /
• 2004

표면 플라즈몬은 금속 표면에 존재하는 자유전자의 밀도파이며, 광자와 결합하여 존재한다. 본 논문에서는 근접장 주사 광학 현미경을 구성하고 이를 이용하여 표면에서 지수함수적으로 감소하는 표면 플라즈몬과 두 표면 플라즈몬에 의한 간섭무늬를 측정하였다. 표면 플라즈몬은 표면의 작은 광학적 분포에도 민감하게 변화하여, 광학 탐침이 금속 표면에 접근함에 따라서 표면 플라즈몬의 공명 조건에 영향을 준다. 이로 인해 광학 탐침이 금속 표면으로부터 약 250nm 떨어진 곳에서 광의 세기가 최대가 됨을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.373-373
• /
• 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.

• 한국광학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.429-434
• /
• 2008

비대칭 이중-금속 장거리 표면-플라즈몬 구조는 두 금속 사이에 위치한 코어 유전체 층의 굴절률을 임의로 선택하여도 장거리 표면-플라즈몬 모드가 존재한다는 장점이 있다. 도파로의 코어 층에 격자를 형성함으로써 플라즈몬 밴드-갭에 기초한 통신대역 파장에서의 장거리 표면-플라즈몬 파장필터를 구현하였다. Method of Line과 전달행렬방법 등을 통해 장거리 표면-플라즈몬 모드의 유효굴절률, 모드 특성, 투과도 등의 분석을 통해 설계하였으며, 도파로의 코어 층에 홀로그램 리소 방식을 이용하여 523.3 nm 주기의 브래그격자를 형성하여 파장필터를 제작하여 통신대역인 1541 nm 파장에서 대략 2 nm의 반치폭과 50 dB 이상의 파장 소광률을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 파장필터는 표면-플라즈몬 집적회로를 구성하는 소자로써 중요한 역할을 할 것이다.

• 한국광학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.73-79
• /
• 2008

금속선 도파로 면과 금속 평면이 수직으로 적층된 장거리 표면-플라즈몬 도파로 구조를 제안하였으며, 표면-플라즈몬 모드의 특성을 유전체의 굴절율과 두께 변화에 대하여 이론적으로 분석하고 실험적으로 검증하였다. 위층의 금속선 도파로를 S-곡선과 Y-분기 형태로 변형시킨 이중-금속 도파로를 제작하여, 제안된 이중-금속 도파로 구조의 광 소자 응용 가능성을 살펴보았다. 제안된 이중금속 구조에서는 도파로 코어에 해당하는 두 금속 박막 사이의 유전체 굴절률을 임의로 선택하여도 장거리 표면 플라즈몬 모드가 존재할 수 있으며, 표면-플라즈몬 모드의 전파거리는 두 금속 박막 사이의 유전체 두께를 조절함으로써 증가시킬 수 있다. 또한, 이중-금속 도파로는 표면-플라즈몬을 전달할 뿐만 아니라, 삽입된 코어 유전체에 전압 및 전류를 인가하기에도 매우 적합한 구조로서, 표면-플라즈몬 능동소자 및 비선형 소자 구현에 많은 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
• /
• 제3권4호
• /
• pp.205-216
• /
• 1992

공명각과 비공명각에서 각각 표면 플라즈몬의 전기장 분포를 계산하고 두 경우를 비교하였다. 표면 플라즈몬 공명의 응용으로서 (1) 은박막 위에 덧증착한 얇은 ZnS 박막의 광학 상수를 두께가 증가함에 따라 측정하였고, (2) 발산하는 입사파를 이용하여 은박막 위에 덧증착한 두께가 서로 다른 SiO 박막에 의한 4개의 표면 플라즈몬 공명을 한 화면에서 관측하였으며 (3) 평행광을 이용하여 은박막 위에 덧증착한 격자 모양의 SiO박막과 문자 "가" 모양의 SiO 박막의 형상을 측정하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.59-66
• /
• 1991

표면 플라즈몬 공명이 일어나는 공명각과 최적 두께를 여러 금속 박막에 대해 어드미턴스 다이어그램을 이용하여 계산하였으며, 표면 플라즈몬 공명에서 측정한 반사율과 이론치를 곡선 맞춤하여 은박막과 알루미늄 박막의 광학 상수와 두께를 결정하였다. 한 파장에 대해 두 개의 해가 존재하므로 알곤 레이저의 두 파장에서 같은 두께를 갖는 해를 광학 상수의 유일 해로 선택하였으며, 금속 박막을 공기 중에 노출시킬 경우, 박막의 표면 변화에 의해 이동된 표면 플라즈몬 공명으로부터 변화된 금속 박막의 광학 상수를 결정하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 1988년도 광학 및 양자전자학 워크샵
• /
• pp.132-134
• /
• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.133.1-133.1
• /
• 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.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 1991년도 제6회 파동 및 레이저 학술발표회 Prodeedings of 6th Conference on Waves and Lasers
• /
• pp.90-93
• /
• 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.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권11호
• /
• pp.88-93
• /
• 2017

다양한 응용분야를 가진 국부적인 표면플라즈몬 공명 특성을 손쉽게 제어할 수 있는 기술 개발은 매우 중요하다. 또한, 금속 나노입자의 형태, 크기, 그리고 조합에 관한 세심한 조사는 공명특성과 금속 나노구조의 관계를 이해하는데 매우 유용하다. 본 논문은 블록공중합체 마이셀 박막필름으로부터 얻어진 금속나노입자 배열에 따른 국부적인 표면플라즈몬의 공명특성에 관한 연구이다. 우선 전통적인 방법의 블록공중합체 리소그라피를 통해 두 가지 다른, 점 형태 및 링 형태, 금 나노입자를 제조하였다. 그 다음 은거울 반응을 통하여 금 나노입자위에 은이 둘러 쌓이도록 금/은 이중금속 나노구조를 구현했다. 금속 나노 구조체 조절을 위해 에탄올 전처리, 은거울 반응 시간, 블록공중합체의 제거 유무 등의 공정변수를 변화시켰다. 초기 금 나노입자가 잘 제조된 경우 항상 금나노입자 표면에 적절히 은이 잘 형성되었고, 이는 UV-Vis 실험에서 각 금속나노 입자의 고유 플라즈몬 밴드인 금 525nm, 은 420nm에서 각각 나타났다. 하지만 최초 적은 양의 금 나노입자가 제조되었을 경우 은 도금 속도가 빨라져서, 초기 금 나노입자의 표면을 은이 완전히 덮었으며, 이는 UV-Vis 실험에서 금의 플라즈몬 밴드는 나타나지 않고, 은의 고유 플라즈몬 밴드만 420nm에서 나타났다. 블록공중합체로부터 미리 합성된 금나노입자 위에 은을 도금하는 방법은 국부적인 표면플라즈몬 특성을 면밀히 조사하는데 매우 유용하다.