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각 금속 나노입자의 양자 플라스몬 공명

전문가 제언: ○ 금속 나노입자들의 플라즈몬 공명은 나노광학, 생물학, 감지, 분광법, 태양에너지 수확 등의 응용들에 대한 상당한 관심을 받았다. 직경이 10nm보다 더욱 큰 구들에 대하여는 충분히 특성규명 되었지만, 양자크기 영역에서 금속입자들의 플라즈몬 성질들은 약한 광 산란, 금속-리간드 상호작용 및 집합측정의 불균일성 때문에 설명이 어렵게 되었다.

○ 이 어려움들은 많은 자연과정, 가공된 과정, 나아가서는 촉매작용 등에서 양자-크기 입자들의 플라즈몬 성질들의 탐침특성검사와 조절을 제외 시키게 했다. 여기서 광행차-보정된 TEM화상과 단색광 STEM EELS를 사용하여 각 리간드-없는 은 나노입자들의 플라즈몬 공명이 연구되었고, 이 기법은 입자들의 기하구조와 플라즈몬 공명 간의 직접 상호관계를 인정하게 했다.

○ STEM EELS에서 직접 플라즈몬 관찰로 양자-크기 입자들의 플라즈몬 성질들을 탐구하기 위하여 수많은 기회를 제공했다. 특별히 양자 플라즈몬 공명들의 실-시간 EELS 모니터링은 인공적 광합성과 같은 작은 금속입자들로 촉매작용 된 다-전자 산화환원(redox) 반응들에 대한 동적인 통찰력도 불러왔다.

○ 귀금속 나노입자들은 LSPRs을 뒷받침하기 때문에 관심이 집중되었었고, 전도성 전자들의 집단적 진동은 나노입자들의 물질, 크기, 형태, 전자전하, 둘러싼 매질 등에 의한 스펙트라의 강한 광흡수와 산란을 가능하게 했다. 나노입자의 환경변화들에 대한 LSPRs의 감도는 바이오분자와 가스 검출, 반응물 흡착의 촉매 모니터링 등의 감지응용성을 가진 초미세 센서가 될 수 있었다.

○ 광행차-보정 TEM 화상과 단색광 STEM EELS를 사용한 각 금속나노입자들의 LSPRs연구는 국내외에서 최초로 연구되었다. 양자플라즈몬 공명 스펙트라/LSPRs의 적색 또는 청색이동분석 등으로 금속나노입자들의 정확한 크기, 기하구조, 초미세센서, 촉매활성, 생물학적 적절성, 양자소자, 양자정보전달 등의 실용성이 기대되어 이 연구가 필수적이다.

저자: J. A. Scholl et al.
자료유형: 학술정보