KR100818126B1 - 나노 로드를 이용한 칼라 바코드 및 그 검출 시스템 - Google Patents

Abstract

나노 로드를 이용한 칼라 바코드 및 그 검출 시스템이 개시된다.

개시된 칼라 바코드는 나노 사이즈를 가지고, 광의 조사에 의해 표면 플라즈몬을 생성하는 복수 개의 나노 로드를 포함하고, 상기 복수 개의 나노 로드는 나노 로드의 물질에 따라 표면 플라즈몬 공명에 의해 서로 다른 파장의 빛을 내는 적어도 두 종류의 나노 로드를 포함한다.

본 발명의 칼라 바코드는 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 칼라로 정보를 기록할 수 있다. 나노 로드는 미세 구조를 가지므로 소형화된 기기의 각종 정보 인식, 생체 시스템 등 많은 부분에 광범위하게 활용이 가능하다.

Description

나노 로드를 이용한 칼라 바코드 및 그 검출 시스템{Color bar code using nano-rod and system detecting the same}

도 1은 종래 바코드를 나타낸 것이다.

도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 로드를 이용한 칼라 바코드의 나노 로드의 사시도를 도시한 것이다.

도 2b는 도 2a에 도시된 나노 로드의 종단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 로드를 이용한 칼라 바코드의 나노 로드의 변경 예를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 나노 로드를 이용한 칼라 바코드의 나노 로드의 구성 길이를 달리한 예를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 나노 로드가 횡 방향으로 배열된 칼라 바코드를 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 나노 로드가 종 방향과 횡 방향으로 배열된 칼라 바코드를 도시한 것이다.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 나노 로드를 이용한 칼라 바코드의 제조 방법을 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 나노 로드를 이용한 칼라 바코드의 검출 시스템을 도시한 것이다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 나노 로드를 이용한 칼라 바코드의 검출 시스템을 도시한 것이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 설명>

10,20,20',30,40...바코드, 11,12,21,22,23,33,34,35,..나노 로드

44,45,46...나노 로드 세트, 44a,44b,44c...나노 로드

32,42...기판, 100...멤브레인

103...기공, 105...금속층

200...백색 광원, 205...직각 프리즘

210...바코드, 213...대물 렌즈

220...칼라 필터, 225..반사 미러

230...CCD, 240...분광기

본 발명은 가시 광 영역의 빛과 공명하여 고유 파장의 빛을 나타내는 나노 로드를 이용한 칼라 바코드 및 그 검출 시스템에 관한 것이다.

바코드는 백화점, 편의점, 슈퍼마켓 등 유통 분야에서 판매 관리와 자동 수발주 관리 업무로 우리의 일상 생활과 매우 밀접하고 광범위하게 사용되고 있다. 공장에서는 생산 관리, 품질 관리, 자재 및 완제품 입출고 관리 등에 적용되어 생 산성 향상은 물론 원가 절감에 크게 기여하고 있다. 또한, 사무 자동화 분야에서는 출퇴근 관리, 자산 관리, 자료 관리 등에 적용되어 산업 발전에 큰 효과를 보고 있다. 이와 같이 바코드는 다양한 응용 분야에서 데이터를 신속하고 정확하게 수집할 수 있는 수단으로 인정되고 있다.

일반적으로 바코드는 도 1에 도시된 바와 같이 그 폭이 서로 다른 바가 횡 방향으로 배열되어 구성된다. 바코드에 기록된 정보는 바코드 스캐너를 통해 바코드를 스캔함으로써 검출된다. 이밖에도, 바코드를 구성하는 물질이나 사이즈가 다양하게 개발되고 있다. 특히, 나노 사이즈의 바코드를 개발한다면 그 사용 범위를 더욱 다양하게 넓힐 수 있는 이점이 있을 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 나노 로드에 칼라 코드를 부가하여 정보량을 증대한 바코드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 나노 로드를 이용하여 사이즈를 극히 작게 구성하여 그 응용 분야를 크게 넓힌 바코드를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 나노 로드에 칼라 코드를 부가한 바코드를 검출하는 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 바코드는 나노 사이즈를 가지고, 광의 조사에 의해 표면 플라즈몬을 생성하는 복수 개의 나노 로드를 포함하고, 상기 복수 개의 나노 로드는 나노 로드의 물질에 따라 표면 플라즈몬 공명에 의해 서로 다른 파장의 빛을 내는 적어도 두 종류의 나노 로드를 포함한다.

상기 적어도 두 종류의 나노 로드가 종 방향으로 배열될 수 있다.

상기 나노 로드는 금속으로 형성될 수 있다.

상기 나노 로드는 Au, Ag, Cu 중 하나로 형성될 수 있다.

상기 나노 로드가 Au로 형성된 제1 나노 로드와, Ag로 형성된 제2 나노 로드가 종 방향으로 교대로 배열되어 구성될 수 있다.

상기 나노 로드가 종 방향으로 배열된 복수 개의 나노 로드 세트가 횡 방향으로 배열될 수 있다.

상기 종 방향으로 배열된 나노 로드의 길이가 서로 다르게 구성될 수 있다.

상기 종 방향으로 배열된 나노 로드들 사이에 반도체로 된 나노 로드가 적어도 하나 더 구비될 수 있다.

상기 적어도 두 종류의 나노 로드가 횡 방향으로 배열될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 로드를 이용한 칼라 바코드 및 그 검출 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 로드를 이용한 칼라 바코드는 표면 플라즈몬을 생성하는 물질로 형성된 복수 개의 나노 로드를 포함한다. 표면 플라즈몬은 금속 박막과 유전체 사이의 경계면에서 발생하는 전하 밀도 진동을 나타내며, 나노 로드는 예를 들어 금속으로 형성될 수 있다. 나노 로드를 구성하는 금속과 주변의 유전체로 속박된 경계면에서 특정한 빛의 파장과 표면 플라즈몬 주파수가 일치하면 전자가 공명하게 되는데 이를 표면 플라즈몬 공명이라고 한다. 이러한 현상 은 물질의 종류와 모양, 크기에 의해 조건이 변하며, 특히 금속의 크기가 작아지면 쉽게 플라즈몬 생성 조건을 만족하여 국소 플라즈몬을 생성한다. 국소 플라즈몬은 빛을 흡수함으로써 여기된다. 본 발명에 따른 칼라 바코드는 나노 사이즈의 나노 로드로 구성된다. 본 발명에서는 나노 로드로 명명하지만 나노 와이어를 포함하는 것으로 사용된다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 칼라 바코드(10)는 서로 다른 물질로 형성된 복수 개의 나노 로드(11)(12)를 포함한다. 상기 나노 로드(11)(12)는 표면 플라즈몬을 생성할 수 있는 나노 사이즈의 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 나노 로드는 Au, Ag, Cu중 어느 하나로 형성될 수 있다. 도 2a에서는 예를 들어 Au로 된 제1 나노 로드(11)와 Ag로 된 제2 나노 로드(12)가 종 방향으로 교대로 위치하여 배열된 예를 도시한다. 여기서 종 방향은 나노 로드의 길이 방향을 나타낸다. 이미 알려진 바와 같이 금(Au)은 가시 광 영역의 빛과 공명하여 530nm 근방의 빛을 내며, 은(Ag)은 380nm 근방의 빛을 내며, Cu는 580nm 근방의 빛을 낸다. 표면 플라즈몬 공명이 일어나도록 나노 로드의 사이즈는 지름이 10-100 nm의 범위를 가질 수 있다.

서로 다른 파장의 빛을 내는 나노 로드를 배열하여 바코드로 구성함으로써 칼라를 바코드의 정보로 구성할 수 있다. 도 3을 참조하면, 칼라 바코드(20)가 제1 나노 로드(21), 제2 나노 로드(22), 제1 나로 로드(21), 제2 나노 로드(22) 및 제3 나노 로드(23)가 종 방향으로 배열된 구성을 가진다. 상기 제1 나노 로드(21)는 예를 들어 Au로 형성되고, 제2 나노 로드(22)는 Ag로 형성되고, 제3 나노 로드(23)는 Ni로 형성될 수 있다. 서로 다른 색의 빛을 내는 제1 내지 제3 나노 로드를 다양한 방식으로 배열하여 바코드를 구성할 수 있다. 도 3에서는 나노 로드를 종 방향으로 배열한 바코드를 예시하고 있으나 횡 방향으로 배열하는 방식도 가능하며 이에 대해서는 후술하기로 한다.

한편, 본 발명에서는 바코드에 정보를 기록하는 요소로서 칼라 이외에 나노 로드의 길이를 부가하여 이용할 수 있다. 도 4에 도시된 바코드(20)는 제1 나노 로드(21), 제2 나노 로드(22), 제1 나노 로드(21), 제2 나노 로드(22) 및 제3 나노 로드(23)를 종 방향으로 배열하여 구성되고, 제1 내지 제3 나노 로드(21)(22)(23)의 길이가 다양하게 변경되어 구성된다. 여기서는 각 나노 로드의 칼라와 길이가 바코드의 정보 인자가 되는 것이다. 따라서, 증가된 정보 인자만큼 정보량이 증대되는 이점이 있다.

예를 들어, 금으로 된 나노 로드와 은으로 된 나노 로드를 같은 길이로 적층하여 다단으로 만든 바코드는 계면을 기준으로 금과 은의 스펙트럼이 다르므로 각 단의 나노 로드를 구별할 수 있다. 즉, 나노 로드에 백색광을 조사할 경우 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 물질에 따라 흡수 스펙트럼이 달라진다. 흡수 스펙트럼은 물질에 따라 그 흡수대역이 달라지게 되는데 이는 광학적으로 관찰할 경우 각각 다른 색으로 보이게 된다. 이러한 원리를 이용하여 나노 로드가 종 방향으로 배열된 바코드를 1차원적으로 스캔하여 흡수 스펙트럼을 얻고, 이 흡수 스펙트럼을 디지털 신호로 변환하여 0,1,1,0,1...등으로 읽을 수 있다. 예를 들어 금은 0으로, 은은 1로 변환할 수 있다. 이는 두 종류의 나노 로드를 같은 길이로 1차원 적으로 배열한 경우이고, 나노 로드를 서로 다른 길이로 배열하거나 2차원 적으로 배열하여 그 정보량을 크게 증대시키는 것도 가능하다.

도 5는 본 발명에 따른 나노 로드를 횡 방향으로 배열한 예를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바코드(30)는 기판(32) 위에 제1 나노 로드(33), 제2 나노 로드(34), 제1 나노 로드(33), 제2 나노 로드(34) 및 제3 나노 로드(35)가 횡 방향으로 배열되어 있다. 제1 내지 제3 나노 로드(33)(34)(35)는 표면 플라즈몬을 생성하는 물질로 형성된 것으로, 각 나노 로드는 한 종류의 물질로 형성되어 있다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 제1 내지 제3 나노 로드는 백색 광이 조사되면 서로 다른 칼라의 빛을 낸다. 기존의 바코드는 바의 폭을 변화시켜 정보를 기록하였으나 여기서는 나노 로드의 칼라가 서로 다른 것을 이용하여 정보를 기록한다.

도 6에 도시된 바코드(40)는 기판(42)에 제1, 제2 및 제3 나노 로드 세트(44)(45)(46)가 횡 방향으로 배열되어 있다. 상기 제1 나노 로드 세트(44)는 서로 다른 종류의 제1 내지 제3 나노 로드(44a)(44b)(44c)가 종 방향으로 배열되어 구성될 수 있다. 상기 제2 및 제3 나노 로드 세트(45)(46)도 다른 종류의 나노 로드가 종 방향으로 배열되어 구성될 수 있다. 그리고, 각 나노 로드의 길이를 다르게 조합하여 구성하는 것도 가능하다. 이와 같이 나노 로드를 2차원적으로 배열하여 바코드를 구성함으로써 나노 로드의 칼라, 나노 로드의 길이, 나노 로드의 배열에 따른 정보를 바코드에 기록할 수 있다.

한편, 종 방향으로 배열된 나노 로드들 사이에 반도체로 된 나노 로드가 더 구비되는 것도 가능하다. 반도체 나노 로드로는 Ⅱ-Ⅳ족으로 합성된 화합물 반도체 인 CdS 양자점에 금속코팅을 한 CdS/Ag 양자점을 사용한다. CdS의 크기는 수nm 예를 들어, 0보다 크고 3nm 이하이며, 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance) 효과로 인해 적색 편이(Red Shift) 효과가 생긴다. CdS는 310nm 대에서 주로 흡수가 일어난다. 이 CdS의 크기는 지름이 3nm 이하이고, 이런 CdS를 은으로 코팅하면 흡수파장이 적색 편이 되는데 이것은 둘러싼 Ag의 표면 플라즈몬(surface plasmon)에 의해 생기는 국소 필드(local field) 때문이다. 따라서 머큐리 램프를 이용하여 CdS가 적색 편이되는 것을 확인할 수 있으며, 또는 해당 피크 파장에서 광량이 줄어드는 것을 확인할 수 있으며, 이것을 새로운 정보로 활용할 수 있다.

본 발명에 따른 바코드는 나노 로드를 이용하여 구성하므로 그 사이즈가 극히 작기 때문에 육안으로 잘 보이지 않고 대상물에 부착시에도 영향을 거의 미치지 않아 그 활용 범위가 매우 넓을 수 있다. 예를 들어, 반도체 미세 공정 등의 배선 재료, 위조 방지 잉크, 생체 마커 등에 이용될 수 있다. 예를 들어, 잉크에 본 발명에 따른 나노 로드로 된 바코드를 넣어 두더라도 그 사이즈가 극히 작으므로 잉크를 사용시 바코드가 섞여 사용된다 하더라도 인쇄물에는 영향을 미치지 않을 것이다. 잉크에 여러 개의 바코드를 넣고, 위조 여부를 검사할 때 소량의 잉크를 추출하여 검사하면 그 안에 섞여 있는 바코드를 검사할 수 있다. 본 발명의 바코드를 인체에 적용할 때에도 그 사이즈와 양이 극히 미미하므로 인체에 영향을 거의 미치지 않는 이점을 이용할 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 나노 로드를 이용한 바코드를 제작하는 방법에 대해 설명한다.

도 7a를 참조하면, 복수 개의 기공(103)이 형성된 다공성 멤브레인(100)을 준비한다. 상기 기공(103)의 크기에 따라 나노 로드의 크기가 결정되므로 원하는 나노 로드의 크기에 따라 기공(103)의 크기를 선택한다. 다공성 멤브레인(100)은 다양한 크기의 기공을 가지는 여러 종류가 널리 제작되고 있다. 상기 멤브레인(100) 위에 금속층(105)을 증착한다. 상기 금속층(105)은 성장할 금속과 잘 붙는 성질의 금속으로 증착한다. 예를 들어 금을 성장시킬 때는 니켈을 증착하고, 은을 성장시킬 때는 금을 증착한다.

이하에서는 금과 은을 교대로 성장시키는 것에 대해 설명한다.

증착하는 조건은 예를 들어 압력 50mTorr, 상온, 아르곤 50sccm, 전류 20mA, 전위는 -280V을 걸어주고 30초간 쌓는다. 예를 들어, 금속층의 두께는 5nm 정도 쌓는다. 이는 예시적인 것에 불과하며 금속층의 두께나 증착 시간은 선택적임은 물론이다.

도 7b에 도시된 바와 같이 상기 금이 증착된 멤브레인을 금속층(105)이 아래로 위치하도록 하여 테프론으로 된 지지대(110)에 고정시킨다. 여기서, 은은 Ted Pella #15718을 사용하였으며 Enhancer와 Initiator를 1:1로 섞은 용액을 상기 지지대(110) 안에 부으면 은이 석출되기 시작하며, 대략 30분간 은(113)을 성장한다. 은을 성장시키다가 이를 중지시킬 때는 물로 세척하면 성장이 중지된다. 이후 NaOH를 이용하여 기공 내부에 붙은 잔류 은 입자와 성장하고 있던 은 막대(113)의 윗 부분을 깎아낸다. 즉, 은 표면을 NaOH를 이용하여 세척하면, NaOH는 성장하는 금속의 표면을 억제하고 깍아 내어 평평하게 해 준다. 다음, 금은 Technic INC.의 OROMERSE SO를 사용하였으며, 70도의 온도에서 금 이온 용액과 환원제를 9:1의 비율로 혼합하여 30분 정도 반응시켜 금 막대(115)를 성장시킨다. 금 막대의 성장을 중지하고 다시 은 용액을 금 막대(115) 위에 부어 금 막대 위에 은 막대(113)가 성장하도록 한다. 이를 반복하면 도 7c에 도시된 바와 같이 금와 은으로 이루어진 나노 로드를 제작할 수 있다. 금과 은의 성장 시간을 조절하여 금 나노 로드와 은 나노 로드의 길이를 조절할 수 있다.

금과 은의 성장이 완성된 후에는 멤브레인을 에탄올에 넣고 고주파 분해기로 세척을 하여 한 쪽 면에 증착되어 금속층을 떨어뜨린다. 다음, 클로로폼으로 멤브레인을 녹여 도 7d에 도시된 바와 같이 서로 다른 종류의 나노 로드가 교대로 적층된 바코드(120)를 얻는다. 클로로폼 용액 안에 있는 나노 로드를 원하는 기판(130)에 뿌리고 분광법을 이용하여 이를 관찰하면 바코드와 같이 만든 패턴에 따라 특정한 신호를 관찰할 수 있다. 이 때 중요한 것은 고주파 분해기로 세척할 때 얇게 증착되어 있던 막을 제거하는 것인데 증착 조건을 잘 조정해야 막이 쉽게 제거된다.

멤브레인을 이용하는 방법 이외에 전해도금을 이용한 방법을 이용하여 나노 로드를 제작하는 것도 가능하다. 전해도금법은 알루미늄을 산을 이용해 나노 사이즈의 구멍을 뚫은 후 전해도금방법을 이용하여 구멍 안쪽으로 금속이 쌓이게 한다.

도 8은 본 발명에 따른 칼라 바코드의 검출 시스템을 도시한 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이 스테이지(206)의 한쪽 면에 나노 로드로 된 바코드(210)를 위치시키고, 상기 스테이지(206)의 반대 면에 직각 프리즘(205)을 배치한다. 백색 광원(200)에서 조사된 빛이 직각 프리즘(205)에 입사되면 일부 빛은 반 사되고, 일부 빛은 바코드(210) 쪽으로 진행된다. 바코드(210)에 흡수되었다가 방출되는 빛은 대물 렌즈(213)를 통하여 CCD(230)로 검출된다.

상기 백색 광원(200)과 프리즘(205) 사이에 편광자(203)를 구비하여 편광된 빛이 나노 로드로 된 바코드에 입사되도록 한다. 나노 로드의 단축 방향으로 편광된 빛이 표면 플라즈몬 공명을 일으켜 고유 파장의 빛을 낸다. 이때 칼라 필터(220)를 통과하여 예를 들어 금에서 반사된 빛과 은에서 반사된 빛을 각각 따로 받을 수도 있고, 금만 통과하는 칼라 필터와 은 전용 칼라 필터, 구리 전용 칼라 필터 등을 회전판(미도시)에 장착하여 돌리면서 CCD로 관찰하고 이들을 각각 합성한다. 이와 같이 각 물질의 나노 로드를 각각 관찰하면, 바코드 전체를 동시에 보았을 때 경계가 모호해지는 현상을 막을 수 있다. 즉, 각 대응 칼라 필터를 이용하여 금에 해당되는 빛만 강하게 보고, 은에 해당되는 빛만 강하게 보면, 상대적인 민감도를 높일 수 있으므로 영상을 재구성할 때 선명하게 볼 수 있다. 또는 밴드 패스 필터를 이용해 소정 파장의 광만을 통과시킬 수도 있다.

칼라 필터(220)를 통과한 광을 집속 렌즈(222)를 통해 CCD(230)로 촬영한다. 또는, 상기 바코드에서 나온 빛의 흡수 스펙트럼을 얻기 위해 분광기(240)를 구비한다. 상기 칼라 필터(220)와 CCD(230) 사이에 반사 미러(225)를 더 구비한다. 그리고, 상기 대물 렌즈(213)와 CCD(230) 사이에는 회전 수단(226)에 의해 회전 이동 가능하게 된 반사 미러(225)가 구비된다.

상기 CCD(230)에서 영상을 촬영할 때에는 상기 반사 미러(225)를 펴서 바코드(210)에서 온 빛이 CCD로 바로 입사되도록 한다. 그럼으로써, 바코드에서 나온 빛 중 상기 칼라 필터(220)를 통과한 파장의 빛만이 CCD에 촬영되고, 나머지 파장의 빛은 off된다. 예를 들어, 바코드가 금 로드와 은 로드로 이루어진 경우, 상기 칼라 필터가 금 로드에 대응되는 파장의 빛을 통과시킨다고 할 때, 금 로드는 on, 은 로드는 off로 표시되는 영상이 얻어질 것이다. CCD로 촬영된 영상을 통해 바코드를 구성하고 있는 각 나노 로드의 길이를 알 수 있다.

한편, 색상 정보는 다음과 같이 얻을 수 있다. 정확한 스펙트럼 정보는 분광기(240)를 이용해야만 얻을 수 있는데 반해 구성 물질을 미리 알고 있고, 해당 색상을 알고 있다면, CCD로 전체 모습을 확인 후 색상 필터를 이용하여 사진 분석만으로도 구성비를 쉽게 알 수 있다. 이는 눈으로 쉽게 확인할 수 있는 장점이 있다. 또한 일반적인 이진 구성일 때에는 두 가지 금속만 가지면 만들 수 있는 반면, 세 가지 이상의 금속을 섞어 바코드를 구성할 때에는 3진법 이상이 되므로 신호로 받아들일 때나 색상으로 인식할 때 작은 공간에 더 많은 정보를 집어넣을 수 있다.

다음, 상기 분광기(240)를 통해 흡수 스펙트럼을 얻고자 할 때에는 반사 미러(225)를 접어서 바코드에서 나온 빛이 반사 미러(225)에서 반사되어 분광기(240) 쪽으로 들어가도록 한다. 상기 분광기(240)에서 금과 은의 분포를 스펙트럼으로 확인할 수 있다. 반사 미러(225)와 분광기(240) 사이의 광경로 상에는 공간 필터(233)와 렌즈(235)를 더 구비할 수 있다.

다음, 도 9는 반도체 나노 로드를 포함한 바코드를 분석할 때 사용할 수 있는 시스템을 도시한 것이다. 이 시스템은 제1 및 제2 머큐리 램프(300)9(335)와, 제1 및 제2 BDF(305)(330)를 포함한다. 제1 BPF(Band pass filter)(305)는 머큐리 램프(Mercury Lamp)의 여러 파장대의 빛 중 Ag에 대응되는 파장대 즉 약380nm의 빛을 넣어주기 위한 것이고, 제2 BPF(330)는 CdS를 위해 310nm대의 빛을 골라서 넣어주기 위한 것이다. 두 개의 머큐리 램프를 이용하여 CdS와, CdS를 쌓고 있는 Ag에 해당하는 파장의 빛을 각각 골라 동시에 비추거나 또는 하나만 비추거나 하면 분광기(325)를 통해 310nm 근처의 영역에서 광량의 변화 혹은 피크 파장의 변화를 관찰할 수 있다. 이것은 Ag에서 표면 플라즈몬 공명이 일어나 국소 필드(local field)가 생기기 때문에 관찰될 수 있다. CdS가 국소 필드가 없었을 때에는 310nm근방의 빛을 흡수하다가 국소 필드가 생기면, 적색 편이(Red shift)를 해서 약 320nm 근방으로 흡수 피크 파장이 이동하기 때문이다. 다이크로익 미러(307)는 소정 파장의 빛은 반사하고 다른 파장의 빛은 통과시키는 역할을 한다. 따라서, 제1 머큐리 램프(300)는 CdS를 위한 짧은 파장(310nm대)을 보내고, 제2 머큐리 램프(335)는 Ag를 여기시키기 위한 파장(380nm이상)을 보내는 역할을 한다. CCD(320)를 통해 스테이지(315)에 놓여 있는 나노 로드 바코드(313)의 위치를 파악하고, 해당 나노 로드의 흡수 스펙트럼을 확인하면, CdS가 들어간 부분과 안 들어간 부분을 구별할 수 있다. 즉 Ag를 위한 레이저를 끄고, 다른 한쪽만 켜만 CdS만의 효과만 나타나지만, Ag를 여기시킨 상태에서는 CdS쪽 파형의 광량이 변화가 생기게 된다.

미설명 부호 303, 322, 333은 집속 렌즈를 나타내며, 310은 대물 렌즈를 나타낸다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 나노 로드를 이용한 칼라 바코드는 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 칼라로 정보를 기록할 수 있다. 나노 로드는 미세 구조를 가지므로 소형화된 기기의 각종 정보 인식, 생체 시스템 등 많은 부분에 광범위하게 활용이 가능하다. 또한 서로 다른 종류의 물질을 교번 성장시켜 종 배열하거나 횡 배열 할 경우 2차원 바코드를 구현할 수 있으며, 칼라, 나노 로드의 길이, 배열 등으로 정보 자유도를 향상시킬 수 있어 정보 기록 매체로 활용이 가능하다. 이미 알려진 바와 같이 금(Au)이나 은(Ag)은 가시광 영역의 빛과 공명하여 고유파장에 대한 빛을 내게 되며, 이러한 성질을 이용하여 금속 나노 로드를 횡 방향 또는 종 방향으로 배열하여 많은 양의 정보를 담을 수 있다.

또한, 그 사이즈가 극히 작으므로 반도체 미세 공정 등의 배선 재료, 위조방지 잉크, 생체 마커 등 그 응용 분야를 확대할 수 있다. 더 나아가, SERS(Surface Enhanced Raman Scattering) 분광법에 사용하면 나노 로드의 표면 플라즈몬에 의해 특성이 증폭되므로 센서로 활용될 수 있다. 따라서, 의학, 생물학, 화학 등 분석시 필요한 식별 마크 및 센서로서 다양한 활용이 가능하다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (14)

1. 나노 사이즈를 가지고, 광의 조사에 의해 표면 플라즈몬을 생성하는 복수 개의 나노 로드를 포함하고, 상기 복수 개의 나노 로드는 나노 로드의 물질에 따라 표면 플라즈몬 공명에 의해 서로 다른 파장의 빛을 내는 적어도 두 종류의 나노 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 바코드.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 적어도 두 종류의 나노 로드가 종 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 바코드.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 나노 로드는 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 바코드.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 나노 로드는 Au, Ag, Ni, Cu 중 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 바코드.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 나노 로드가 Au로 형성된 제1 나노 로드와, Ag로 형성된 제2 나노 로드 가 종 방향으로 교대로 배열되어 구성된 것을 특징으로 하는 바코드.
6. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 나노 로드가 종 방향으로 배열된 복수 개의 나노 로드 세트가 횡 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 바코드.
7. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 종 방향으로 배열된 나노 로드의 길이가 서로 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 바코드.
8. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 종 방향으로 배열된 나노 로드들 사이에 반도체로 된 나노 로드가 적어도 하나 더 구비되는 것을 특징으로 하는 바코드.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 적어도 두 종류의 나노 로드가 횡 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 바코드.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 나노 로드는 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 바코드.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 나노 로드는 Au, Ag, Ni, Cu, Pd 중 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 바코드.
12. 제 2항 내지 제 5항, 제 9항, 제 10항, 또는 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 나노 로드는 지름이 10-100 nm의 범위nm 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 바코드.
13. 나노 사이즈를 가지고, 광의 조사에 의해 표면 플라즈몬을 생성하는 복수 개의 나노 로드를 포함하고, 상기 복수 개의 나노 로드는 나노 로드의 물질에 따라 표면 플라즈몬 공명에 의해 서로 다른 파장의 빛을 내는 적어도 두 종류의 나노 로드를 포함하는 바코드를 검출하는 시스템으로서,

    빛을 조사하는 광원;

    상기 바코드가 놓여지는 스테이지;

    상기 광원과 스테이지 사이에 배치된 편광자;

    상기 광원에서 조사된 빛을 상기 나노 로드에서 흡수하여 표면 플라즈몬 공명을 일으킨 후 방출된 빛의 흡수 스펙트럼을 생성하는 분광기;

    상기 바코드를 촬영하는 CCD;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바코드 검출 시스템.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 스테이지와 CCD 사이에 칼라 필터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 바코드 검출 시스템.

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