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동적 근접장 분광법에 의한 금나노 미립자 플라스몬의 이미징

전문가 제언: ○ 최근에 나노 구조를 만드는 기술의 발전으로 여러 모양의 금속이나 반도체 미립자의 제작이 가능하게 되고 있다. 또 종래의 광학적 방법으로는 회절한계 때문에 이들 나노 구조의 내부 구조에 대해서는 분광학적인 정보를 얻는 것이 불가능하였다. 그러나 근접장 분광법에 의하여 이것이 가능하게 되고 따라서 비선형 광학적 방법, 시간분해의 방법을 취하여 나노 구조의 광학적 성질, 물리화학적 성질, 전자구조, 다이내믹스 등에 대한 정보를 획득할 수 있게 되었다.

○ 근접장 광학현미경에 의한 측정의 장점 하나는 높은 공간분해 능력을 발휘하면서 동시에 비선형 분광법, 시간분해 분광법 등 레이저 분광법에서 발전한 고도의 기술을 도입하는 것이 가능한 점이다. 근접장 측정법에 펄스레이저에 의한 초고속 분광법을 도입하는 것은 꾀 이전부터 시도되어 왔으나 대부분 원리검증에 그쳤다. 그러나 필자들은 분자의 집합체나 나노미립자 등의 다이내믹스의 측정을 위하여 근접장에서 비선형 분광법, 초고속 시간분해 분광법을 수행할 수 있는 실용적인 장치를 구축한 것은 높이 평가된다.

○ 필자들의 측정 장치에는 근접장 프로브의 개구위치에서 약 100fs의 시간분해 능력에서 펌프-프로브 과도흡수 측정이 가능하다. 펌프광과 프로브광의 지연시간 △t를 일정하게 하여 시료 표면을 주사하면 과도흡수 변화의 공간 이미지를 얻을 수 있었다. 나노봉의 플라스몬 위상완화시간은 20fs 정도로 알려져 있으므로 플라스몬 여기에 수반한 동적과정의 시공간 거동을 잘 해명하기 위해서는 시간분해 능력의 향상이 필요하므로 더욱 정밀한 장치의 개발이 필요하다.

○ 플라스몬에 의한 전계증강에 관한 기초적인 결과는 광도파로, 광디바이스 등의 개발에 기여하는 동시에 바이오 이미징을 위한 새로운 물질의 개발에도 기여할 것으로 생각된다. 이와 같은 관점에서 측정수법의 발전과 더불어 미립자의 형상이나 배열을 제어하고 기판 등에 고정하는 기술의 발전과 함께 이 분야의 기술은 더욱 세밀해질 것으로 생각한다.

저자: Hiromi OKAMOTO, Kohei IMURA
자료유형: 학술정보