Curvature-controlled Intra-nanogap Structures for Quantitative Surface-enhanced Raman Spectroscopy

Abstract

Plasmonic nanoparticles exhibit its unique optical properties like surface-enhanced fluorescence, surface-enhanced raman spectroscopy (SERS) and photoluminescence due to light matter interactions with oscillation of conduction electrons that occur in vincinity of its surface that refer as localized surface plasmon resonance (LSPR). Plasmon resonance of nanoparticles varies by its shape, size and composition. To synthesize nanostructures that fits ones purpose, we can tune the plasmon resonance of particles by controlling those factors. Herein, Au nanocubes, Au nanospheres, curvature specific modified Au nanocubes were used to make intra-nanogap structures. Then, their optical properties were anaylzed. This thesis controlled and observed the relationship between curved regions and its optical properties of gold nanocubes to synthesize nanostructures that exhibit quantitative SERS signals.

플라즈모닉 나노 물질은 빛이 조사되면 금속의 자유전자와 빛의 상호작용으로 인해 나노 물질의 입자 표면에서 국부적인 표면 플라즈몬 공명 (LSPR)이 일어난다. 이러 한 국부적인 표면 플라즈몬 공명을 이용하여 여러 광학적 특성이 관찰 가능하다. 나노 구조의 플라즈몬 공명 조절은 곧 광학적 특성의 제어로 이어지기에 목적에 맞 는 광학적 특성을 위해서는 구조 제어가 필요하다. 나노 구조의 플라즈몬 공명을 제어하는 방법으로는 구조의 크기와 모양, 곡률 등을 조절함에 따라 가능하다. 이 논문은 나노입자의 곡률을 제어하여 관련된 광학적 특성을 관찰 및 이해하고, 정량 적이고 높은 광학신호라는 목적성을 가진 입자를 합성하는 과정을 소개한다. 곡률 을 가진 금 나노 큐브, 금 나노 스피어를 중심 입자로 사용하여 나노 갭을 가지도 록 나노 쉘을 쌓아 단일 입자에서의 광학 신호를 비교 분석하였다. 곡률이 광학적 특성에 끼치는 영향을 이해하고 이를 이용하여 정량적인 광학 신호를 내는 곡률 특 이적인 개질을 한 금 나노 큐브를 중심 입자로 가지는 나노 갭 입자를 합성 및 분 석하였다.