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2차원 규칙배열금속 미소구조의 구조이방성 제어와 광 기능 발현

전문가 제언: ○ 이 글은 금속의 표면에 광을 조사하였을 때에 나타나는 광전효과의 원리를 확대하여 표면가공에 응용하려는 연구내용으로 보인다. 광전효과는 반도체의 발견으로 이어지게 되었다. 광을 금속표면에 조사함과 동시에 시료에 접촉함이 없이 전장을 가하여 나노미터 크기의 미세구조를 다루는 기술이다. 금속의 종류와 그 금속표면의 평탄한 정도의 차이에 의하여 표면의 전자산란 정도가 다르다. 그리고 조사 광의 파장에 따라서도 금속표면의 전자가스의 거동이 다양하게 나타난다. 이러한 외부 조건을 잘 조합하여 금속표면의 물성을 제어하는 기술개발이라고 할 수 있다. 기초과학에 속하는 새로운 개발의 아이디어를 제공해주고 있다. 연구의 진척은 아직 모색 단계에 있으며, 독자에게 소개하는 수준이다.

○ 이 연구에서 표면처리에 이용한 광은 라만광이다. 라만분광은 적외선 흡수 스펙트럼과 같이 분자 내의 원자 진동에 기인하는 것이기 때문에 원리적으로는 적외선 흡수 스펙트럼과 같다. 라만 광선의 강도는 시료분자의 존재량에 그대로 비례하기 때문에 정량 분석에는 적외선 스펙트럼보다 편리하다. 그런데 이 논문의 저자는 라만 스펙트럼의 한 단점인 약한 산란 스펙트럼 SERS(Surface-Enhanced Raman Scattering)을 이용해서 소기의 성과를 거둔 것으로 본다. 금속표면의 구조처리는 하향식(top-down)의 기존구조 성형방법이 있다. 기존 방법에 비하여 형상을 제어하는 기법은 월등히 앞선 것으로 보이며, 단일 분자수준의 분광을 가능하게 하는 신 재료 개발에 크게 기여할 것으로 기대해 본다.

○ 금속의 표면에 2차원 규칙배열을 시도하는데는 라만스펙트럼의 산란광선을 이용하였다는 저자의 발상은 높이 평가할 만하다. 나노미터 크기에 존재하는 전자거동을 광선의 성질과 전장을 조합하여 일관성 있게 규명하는 것은 대단히 어려울 것이다. 한국에서도 라만을 이용하는 연구는 일반화 되어있다. 그러나 라만의 산란광선을 이용하여 역학적인 물성 제어를 시도하는 기초 연구는 없는 것으로 보며, 그 원인은 연구비의 조달이 어렵기 때문으로 본다.

저자: Takimoto Baku, Sawai Yoshitaka, Nabika Hideki, Murakoshi Kei
자료유형: 학술정보