| 초록 |
플라즈모닉 금속 나노입자는 독특한 광학적 특성 및 기능성 등의 장점으로 인해 생화학 센서, 광학 필터, 광전자 소자 등의 다양한 분야에 응용되고 있다. 본 연구에서는 core-shell 구조의 Au@AuOX 플라즈모닉 나노입자의 광학적 특성을 분석하였으며, 에탄올 센서로의 응용 가능성을 평가하였다. Au 박막의 thermal dewetting process를 통해 Au 나노입자를 제조하였고, 산소 플라즈마 표면처리를 통해 Au@AuOX core-shell 구조를 형성하였으며, AuOX shell 두께 변화에 따른 광학적 특성 변화를 측정, 분석하였다. Au 나노입자의 투과 스펙트럼 측정 결과, 559.23 nm 부근에서 broad dip이 관찰되었으며, 이는 독립적인 Au 입자의 국소 표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR) 효과에 의한 LSPR peak으로 분석되었다. 표면 산화 후, Au 입자의 LSPR peak 위치는 559.23 nm에서 580.86 nm로 약 21.63 nm 레드시프트(red-shift) 되었으며, 이는 Au 나노입자 주변의 매질변화(air → AuOX)에 따른 굴절률 변화에 의한 것으로 보인다. Au@/AuOX 입자는 환원 분위기에서 AuOX 환원반응에 의해 LSPR peak이 본 위치로 블루시프트(blue-shift) 되었으며, 본 현상을 이용하여 유기용매 및 가스 감지를 위한 센서 플랫폼으로의 응용 가능성을 시험하였다. 유기용매 immersing 시험 결과, 알코올, 카르복시산, 알데히드 등 상대적으로 환원력이 큰 용매에 대하여 LSPR peak 블루시프트가 발생되었으며, 이는 각 유기용매 functional group의 높은 산성도(acidity)에서 기인한 AuOX의 환원 반응에 의한 것으로 판단된다. |
