KR101545989B1 - 표면증강 라만 분광용 기판, 이의 제조방법 및 이를 이용한 분석방법 - Google Patents

표면증강 라만 분광용 기판, 이의 제조방법 및 이를 이용한 분석방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 표면증강 라만 분광용 기판, 이의 제조방법 및 이를 이용한 분석방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 공극을 포함하는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 금속 함유 나노와이어가 집적되도록 금속 함유 나노와이어를 포함하는 용액을 여과시키는 단계; 및 상기 기판을 건조시키는 건조 단계;를 포함하되, 상기 금속 함유 나노와이어는 상기 공극을 통과하지 않고, 인접한 금속 함유 나노와이어와 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법에 관한 것으로, 여과 기능을 가진 기판을 이용하여 간단한 방법으로 뛰어난 표면증강 라만산란(surface enhanced Raman scattering, SERS) 효과를 가지는 표면증강 라만 분광용 기판을 제조할 수 있고 이를 이용하여 효율적으로 분석물질을 분석할 수 있는 효과가 있다.

Description

표면증강 라만 분광용 기판, 이의 제조방법 및 이를 이용한 분석방법{substrate for surfaced enhanced raman scattering, fabricating method for the same and analyzing method using the same}
본 발명은 표면증강 라만 분광용 기판, 이의 제조방법 및 이를 이용한 분석방법에 관한 것이다.
라만 산란(Raman scattering)은 입사되는 빛의 에너지가 변하는 비탄성 산란으로 빛을 특정 분자체에 가하면 분자체 고유의 진동 전이에 의해 조사된 빛과는 파장이 약간 다른 빛이 발생하는 현상을 일컫는다.
라만 산란을 이용한 라만 분광법을 이용하면 분자의 유도 편극률 변화가 있는 비극성 분자의 경우에도 신호를 얻을 수 있고, 실제 거의 모든 유기 분자들은 고유의 라만 시프트(Raman shift)를 가지고 있다. 또한 물 분자에 의한 간섭의 영향을 받지 않으므로, 단백질, 유전자 등의 생체분자(biomolecules)의 검출에 더욱 적합하다.
한편, 라만 방출 스펙트럼의 파장은 샘플 내의 광 흡수 분자의 화학 조성 및 구조 특성을 나타내므로, 이러한 라만 신호를 분석하면 분석 대상 물질을 직접적으로 분석할 수 있다.
표면증강 라만 산란은 전자기파에 의해 여기되는 표면 플라즈몬(surface plasmon) 공명 현상에 기인하며 전자기적 공명현상에 의해 신호의 세기가 크게 증폭된다.
이러한 표면증강 라만 산란을 유도하기 위한 다양한 구조에 대하여 연구되어 왔으며, 최근 금속 나노입자 또는 금속 나노와이어를 활용한 표면증강 라만산란용 기판에 관련된 기술들이 활발히 개발되고 있다.
Scientific Reports 2,Article number:987, doi:10.1038/srep00987에 기재된 Ag nanowire arrays by a glass capillary: A portable, reusable and durable SERS substrate에는 캐필러리(capillary) 유리관 내벽에 은(Ag) 나노와이어를 캐필러리의 방향으로 정렬하는 기술에 관해 기재하고 있다.
Langmuir, 2013, 29 (23), pp 70617069, DOI: 10.1021/la4012108에 기재된 Assembly of Ag Nanowires into 3D Woodpile-like Structures to Achieve High Density Spotsfor Surface-Enhanced Raman Scattering에서는 랭뮤어 블로젯(Langmuir-Blodgett) 방법으로 은(Ag) 나노와이어를 교차 정렬하여 적층하는 방법에 대하여 기재하고 있다.
한국 등록특허 제10-1073853호에서는 기재 상에 나노 구조체로 이루어진 망상 필름을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법은 나노 구조체를 여과방법으로 형성하는 방법에 대하여 기재가 되어있기는 하나, 여과 후 전사과정을 필요로 하며, 표면증강 라만 산란용 기판으로의 응용에 대해서는 제시되어 있지 않다.
미국 공개특허 제2012-0300203호에서는 여과 기능을 하는 기판에 나노입자 잉크를 적용한 기판의 제조방법에 관하여 개시하고 있다. 이 특허에서는 여과 기능을 하는 기판의 일부인 섬유 가닥에 상기 섬유가닥보다 크기가 매우 작은 나노입자가 조밀하게 붙어서 형성된다.
본 발명은 여과 기능을 이용한 기판을 제조하되, 표면증강 라만 산란용으로 제조하여 라만 신호 분석에 유리한 표면증강 라만 산란용 기판, 이의 제조방법 및 이를 이용한 분석방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 여과 기능을 가진 기판을 이용하여 간단한 방법으로 뛰어난 표면증강 라만산란(surface enhanced Raman scattering, SERS) 효과를 가지는 표면증강 라만 분광용 기판, 이의 제조방법 및 이를 이용한 분석방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다수의 공극을 포함하는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 금속 함유 나노와이어가 집적되도록 금속 함유 나노와이어를 포함하는 용액을 여과시키는 단계; 및 상기 기판을 건조시키는 건조 단계;를 포함하되, 상기 금속 함유 나노와이어는 상기 공극을 통과하지 않고, 인접한 금속 함유 나노와이어와 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어는 각기 불규칙한 방향을 가지며, 기 설정된 두께 이상으로 집적되고, 상기 기 설정되는 두께는 표면증강 라만 분광용 기판의 라만 신호 증가가 포화되는 두께를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어 상에 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 절연막 상에 상호 이격되어 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하는 금속 함유 나노입자를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노입자와 금속 함유 나노와이어 사이에는 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭이 형성된 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기판은 유리섬유로 제조된 여과지인 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기판은 알루미나, 테프론(Polytetrafluoroethlylene, PTFE), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 셀룰로오스(cellulose) 및 종이 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 여과는 진공여과 방식을 이용한 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어의 표면에는 코팅물질이 존재하고, 상기 코팅물질을 이용하여 상기 나노갭이 조절되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Fe, Li, Ni, Pd, Pt, Rh, Ru 및 이의 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 건조 단계는 상기 기판 상에 잔존하는 상기 금속 함유 나노와이어를 제외한 물질을 제거하는 열처리를 이용한 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어가 집적되는 두께는 상기 용액 내 금속 함유 나노와이어의 농도 및 상기 용액의 여과량을 이용하여 조절되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어가 집적되는 밀도는 상기 용액 내 금속 함유 나노와이어의 농도 및 상기 용액의 여과량을 이용하여 조절되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 플라즈몬 공명의 파장은 상기 금속 함유 나노와이어의 재질, 지름, 길이 중 적어도 어느 하나를 이용하여 조절되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절연막은 알루미나, 금속산화물, 금속황화물, 금속 할로겐화물, 실리카, 산화지르코늄 및 산화철 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절연막은 진공증착 및 용액공정 중 어느 하나를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노입자는 라만활성물질을 진공증착시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 진공증착은 스퍼터링(sputtering), 기화(evaporation) 및 화학 증기 증착(chemical vapor deposition) 중 어느 하나를 이용한 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 다수의 공극을 포함하는 기판; 및 상기 공극을 통과하지 않고 상기 기판 상에 집적된 금속 함유 나노와이어;를 포함하되, 상기 금속 함유 나노와이어는 인접한 금속 함유 나노와이어와 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어는 각기 불규칙한 방향을 가지며, 기 설정된 두께 이상으로 집적되고, 상기 기 설정되는 두께는 표면증강 라만 분광용 기판의 라만 신호 증가가 포화되는 두께를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어 상에 형성된 절연막; 및 상기 절연막 상에 형성되며 상호 이격되어 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하는 금속 함유 나노입자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노입자와 금속 함유 나노와이어 사이에는 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭이 형성된 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기판은 유리섬유로 제조된 여과지인 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기판은 알루미나, 테프론(Polytetrafluoroethlylene, PTFE), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 셀룰로오스(cellulose) 및 종이 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 여과는 진공여과 방식을 이용한 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어의 표면에는 코팅물질이 존재하고, 상기 코팅물질을 이용하여 상기 나노갭이 조절되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Fe, Li, Ni, Pd, Pt, Rh, Ru 및 이의 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 건조 단계는 상기 기판 상에 잔존하는 상기 금속 함유 나노와이어를 제외한 물질을 제거하는 열처리를 이용한 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어가 집적되는 두께는 상기 용액 내 금속 함유 나노와이어의 농도 및 상기 용액의 여과량을 이용하여 조절되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노와이어가 집적되는 밀도는 상기 용액 내 금속 함유 나노와이어의 농도 및 상기 용액의 여과량을 이용하여 조절되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 플라즈몬 공명의 파장은 상기 금속 함유 나노와이어의 재질, 지름, 길이 중 적어도 어느 하나를 이용하여 조절되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절연막은 알루미나, 금속산화물, 금속황화물, 금속 할로겐화물, 실리카, 산화지르코늄 및 산화철 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절연막은 진공증착 및 용액공정 중 어느 하나를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 함유 나노입자는 라만활성물질을 진공증착시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 진공증착은 스퍼터링(sputtering), 기화(evaporation) 및 화학 증기 증착(chemical vapor deposition) 중 어느 하나를 이용한 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 제공할 수 있다.
또한, 다수의 공극을 포함하는 기판을 준비하는 단계; 금속 함유 나노와이어을 포함하는 용액에 분석물질을 혼합하여 혼합 용액을 형성하는 단계; 상기 혼합 용액을 상기 기판에 여과시키는 단계; 상기 기판을 건조시키는 건조 단계; 및 상기 분석물질에 광조사하여 라만 신호을 검출하는 단계;를 포함하되, 상기 금속 함유 나노와이어은 상기 공극을 통과하지 않고, 인접한 금속 함유 나노와이어와 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 분석방법을 제공할 수 있다.
또한, 제18항 내지 제34항 중 어느 한 항에 기재된 표면증강 라만 분광용 기판을 준비하는 단계; 상기 기판에 분석물질을 여과시키는 단계; 및 상기 분석물질에 광조사하여 라만 신호을 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 분석방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 여과 기능을 가진 기판을 이용하여 간단한 방법으로 뛰어난 표면증강 라만산란(surface enhanced Raman scattering, SERS) 효과를 가지는 표면증강 라만 분광용 기판을 제조할 수 있고 이를 이용하여 효율적으로 분석물질을 분석할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판 및 그 제조과정의 일부를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판 상에 금속 함유 나노와이어가 집적된 모습을 나타낸 이미지이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판에 서로 다른 크기의 금속 함유 나노입자를 증착한 모습을 나타낸 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 나타낸 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 분석방법을 나타낸 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 분석방법을 나타낸 블럭도이다.
도 8은 금속 함유 나노와이어의 투과전자현미경 이미지를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 표면증강 라만 분광용 기판의 반사도 그래프이다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 라만 신호를 비교한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판 및 그 제조과정의 일부를 나타낸 도면이다.
도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일실시에에 따른 표면증강 라만 분광용 기판은 기판(110) 및 금속 함유 나노와이어(122)를 포함한다. 도면에서 가장 굵은선과 중간 굵기의 선들은 기판(110)을 나타내고, 가장 얇은 선들은 금속 함유 나노와이어(122)를 나타낸다.
기판(110)은 용액(120)이 여과될 수 있도록 다수의 공극이 형성되어 있음을 알 수 있다. 기판(110)에 포함되어 있는 다수의 공극은 금속 함유 나노와이어(122)를 포함하는 용액(120)을 기판(110)에 여과 시에 금속 함유 나노와이어(122)를 제외한 물질 즉, 안정화제를 포함하는 용매(124)가 여과될 수 있도록 한다.
이러한 기판(110)으로는 알루미나, 테프론(Polytetrafluoroethlylene, PTFE), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 유리섬유, 셀룰로오스(cellulose) 및 종이 중 어느 하나를 이용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 기판(110)은 재질에 상관없이 여과 기능을 지니는 기판이라면 사용이 가능하다.
본 발명의 일실시예에서는 기판(110)으로써 유리섬유를 이용한 여과지를 사용하였다. 유리 섬유(glass fiber)는 다양한 유기 용제를 사용할 수 있고, 신호잡음이 크지 않고, 비용이 저렴한 장점이 있다.
본 발명에 의한 표면증강 라만 분광용 기판에 열처리 등의 건조과정을 포함하는 후속공정을 수행할 필요가 있는 경우 고온에 견딜 수 있는 내열성 확보가 요구된다. 한편, 라만 신호를 분석함에 있어, 분석하고자 하는 가스나 용액이 높은 온도일 수 있으며, 분석 과정에 있어서도 레이저 광에 의한 가열에 견딜 수 있는 내열성이 요구될 수 있다. 본 발명의 실시예의 하나로 기판(110)을 유리 섬유로 사용하는 경우 상술한 상황에서 내열성이 우수한 특징을 갖는 표면증강 라만 분광용 기판을 제조할 수 있다.
금속 함유 나노와이어(122)는 상기 공극을 통과하지 않을 정도의 길이를 가진다.
금속 함유 나노와이어(122)는 상기 기판(110)상에 불규칙한 방향으로 집적되어 다수의 교차점(cross point)을 형성한다.
상기 교차점 근처에서는 플라즈몬 공명을 일으키는 핫스팟(hot spots)이 형성되기 때문에 광조사시에 라만 신호가 증강되는 것에 기여할 수 있다.
기판(110) 상에 집적되는 금속 함유 나노와이어(122)는 나노와이어 잉크(nanowire ink)와 같은 금속 함유 나노와이어(122)를 포함하는 용액(120)을 기판(110)에 진공여과하여 형성할 수 있다. 금속 함유 나노와이어(122)는 기판(110)의 공극을 통과하지 않을 정도의 길이를 갖기 때문에 진공여과시에 대부분이 기판(110)을 통과하지 못하고 기판(110) 상에 집적된다.
금속 함유 나노와이어(122)는 인접한 금속 함유 나노와이어(122)와 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성할 수 있도록 금속 함유 나노와이어의 크기 및 밀도를 조절할 수 있다.
금속 함유 나노와이어(122)가 집적되는 밀도의 조절은 여러 가지 요소로 달성될 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 용액(120) 내 금속 함유 나노와이어(122)의 농도 및 용액(120)의 여과량을 이용하여 조절하였다.
금속 함유 나노와이어(122)가 집적된다는 것은 기판(110) 상에서 조밀한 밀도로 형성되면서 또한 적층되는 것을 의미하기도 한다.
본 발명의 일실시예에서는 금속 함유 나노와이어(122)가 적층되는 두께를 용액(120) 내 금속 함유 나노와어어(122)의 농도 및 용액(120)의 여과량을 이용하여 조절하였다.
도 1의 (b)는 진공여과 방식을 이용한 여과 장치를 나타낸다.
금속 함유 나노와이어(122)가 포함된 용액(120)은 기판(110)에 여과되며 하단의 수집기구에 여과된 용매(124)를 수집하게 된다. 금속 함유 나노와이어(122)는 기판(110)을 투과하지 못하므로 기판(110) 상에 집적된다.
용매(124)는 금속 함유 나노와이어(122)의 분산 안정성 확보를 위한 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)과 같은 코팅물질이 포함될 수 있다. 코팅물질은 열처리를 통하여 제거할 수도 있으나, 이를 나노갭 조절에 이용할 수도 있다. 즉, 금속 함유 나노와이어(122)의 밀도가 높아지면 상호 간에 나노갭이 점점 줄어들어 결국은 금속 함유 나노와이어(122) 들이 접촉되어 나노갭들이 사라질 수가 있는데 코팅물질을 제거하지 않고 남겨두면 나노갭이 최소화된 상태로 존재할 수 있게 된다.
상기와 같은 코팅물질은 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 라만 신호 분석 시에 잡음(noise)으로 작용할 수도 있다. 이러한 경우에는 코팅물질을 이용하여 상기와 같이 금속 함유 나노와이어 간의 거리만을 확보하고, 이후에는 코팅물질을 제거하고 분석물질을 흡착시켜 라만 신호 분석에 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 금속 함유 나노와이어(122)는 길이가 충분히 긴 것을 사용하여 대부분 기판(110)의 공극을 통과할 수 없다. 또한, 기판(110)상에서 적층되는 금속 함유 나노와이어(122)는 수많은 교차점을 형성하며 이들은 근처에서는 나노갭이 형성되어 다수의 핫스팟(hot spots)이 된다.
핫스팟들은 수직적으로도 수평적으로도 형성될 수 있다. 이러한 금속 함유 나노와이어(122)가 두껍게 적층될수록 라만 신호가 증강 될 수 있으나 일정 두께 이상에서는 라만 신호가 뚜렷이 증가하지는 않는다. 본 명세서에서는 이를 라만 신호의 증가가 포화되는 두께로 표현한다. 라만 신호가 뚜렷이 증가하지 않는 두께를 미리 알고 있으면 이를 제조과정에 활용할 수 있다. 즉, 라만 신호가 뚜렷이 증가되지 않기 시작하는 두께를 기록하여 설정하여 두고 이를 기준으로 금속 함유 나노와이어(122)가 적층되는 두께를 설정할 수 있다. 이렇게 하면, 라만 신호을 이용한 분석 시에 레이저 초점 거리에 따른 의존성이 적다.
또한, 금속 함유 나노와이어들(122)은 일정한 배향성을 지니지 않고 불규칙적인 방향을 갖기 때문에 라만 신호을 이용한 분석 시에 레이저의 방향성에 따른 결과의 차이가 거의 없는 이점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판을 나타낸 도면이다.
도 2에 나타난 구조는 도 1에서의 구조에 표면증강 효과를 더욱 강화하기 위하여 추가적으로 구성할 수 있는 구조이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판은 절연막(130) 및 금속 함유 나노입자(140)를 더 포함한다. 기판(110)의 구조는 도면의 단순화를 위하여 도 2에서는 생략하였다.
절연막(130)은 금속 함유 나노와이어(122) 상에 형성된다. 절연막(130)은 금속 함유 나노와이어(122) 및 금속 함유 나노입자(140) 사이에 형성되어 이들 사이에 나노갭이 형성될 수 있는 역할을 한다.
절연막(130)은 알루미나, 금속산화물, 금속황화물, 금속 할로겐화물, 실리카, 산화지르코늄 및 산화철 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
금속 함유 나노입자(140)는 절연막(130) 상에 형성되고 상호 이격된다. 또한, 금속 함유 나노입자(140)는 상호 간에 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성할 수 있다.
금속 함유 나노입자(140)는 형성과정에서의 제어를 통하여 이격된 간격을 조절할 수 있으며 상호간에 나노갭이 형성되도록 조절될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서와 같은 구조에서는 금속 함유 나노와이어(122) 사이, 금속 함유 나노와이어(122)와 금속 함유 나노입자(130)사이 및 금속 함유 나노입자(130) 사이 중 적어도 어느 한 곳에 나노갭이 형성될 수 있다.
금속 함유 나노와이어(122) 사이에서는 2가지 형태의 나노갭이 존재할 수 있다. 첫째로, 불규칙한 방향을 가진 금속 함유 나노와이어(122)들 상호 간의 간격도 불규칙하기 때문에 나노갭이 생길 수 있다. 둘째로, 불규칙한 방향을 가진 금속 함유 나노와이어(122)가 집적되면서 교차점들이 생기고 이 교차점 부근에서 나노갭이 생길 수 있다.
금속 함유 나노와이어(122)와 금속 함유 나노입자(140) 사이에서는 절연막(130)의 존재로 인하여 자연스럽게 나노갭이 형성된다. 절연막(130)의 두께를 조절하면 플라즈몬 공명의 파장과 같은 플라즈몬 공명 특성을 조절할 수 있다.
금속 함유 나노입자(140)은 절연막(130) 상에서 상호 이격되어 형성되기 때문에 인접한 금속 함유 나노입자(140) 사이에서 나노갭을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판은 다양한 지점에서 나노갭을 형성하기 때문에 광조사시에 핫스팟 밀도 증가에 따른 라만 신호의 강도 및 균일성이 향상되는 장점을 지닌다.
또한, 본 발명에 따른 기표면증강 라만 분광용 기판을 이용하여 분석물질을 분석할 경우 상술한 다양한 나노갭에 분석물질이 흡착되도록 할 수 있어 대용량 저농도의 분석물질을 분석하기에 유리하다.
금속 함유 나노와이어(122) 또는 금속 함유 나노입자(140)에서 금속은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Fe, Li, Ni, Pd, Pt, Rh, Ru 및 이의 합금 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판 상에 금속 함유 나노와이어(122)가 집적된 모습을 나타낸 이미지이다.
도 3의 (a)는 기판(100) 상에 금속 함유 나노와이어(122)가 집적된 모습을 나타낸 사진이고, (b)와 (c)는 기판(110) 상에 집적된 금속 함유 나노와이어(122)의 윗면과 측면 이미지를 나타내고, 도 3의 (d)는 금속 함유 나노와이어(122)의 전자현미경 이미지를 나타낸다.
도 3의 (a)를 보면, 직경 48 mm의 기판 상에 전체적으로 금속 함유 나노와이어(122)가 균일하게 잘 분포하는 것을 확인할 수 있다.
도 3의 (b)와 (c)에서 알 수 있는 바와 같이 기판(110)의 공극이 금속 함유 나노와이어(122)의 길이보다 작기 때문에 금속 함유 나노와이어(122)는 대부분 기판(110)을 통과하지 못하고 집적된 것을 알 수 있다. 진공여과 방식을 사용할 경우 진공압은 금속 함유 나노와이어(122)를 제외한 물질이 여과될 수 있는 한편, 금속 함유 나노와이어(122)가 조밀하게 집적될 수 있는 물리력을 제공한다.
도 3의 (d)를 참조하면, 금속 함유 나노와이어(122)는 불규칙한 방향으로 배열되어 있으며 수많은 교차점들이 형성되고 이에 따라 다수의 핫스팟이 형성됨을 알 수 있다. 또한, 금속 함유 나노와이어(122)가 다수의 층으로 적층된 형태를 관찰할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어 기판(110)으로는 유리 섬유 재질의 0.7㎛ 여과용 여과지를 사용하였다. 금속 함유 나노와이어(122)로서는 직경 40 nm, 길이 50 ㎛ 내외의 은(Ag) 나노와이어를 포함하는 나노와이어 잉크(nanowire ink)를 사용하였으며 이와 같은 은(Ag) 나노와이어를 진공여과 방식으로 기판(110) 상에 집적하였다.
본 발명에 따른 기판(110)을 이용하여 분석물질을 분석할 경우 금속 함유 나노와이어(122) 간 나노갭에 분석물질이 흡착되도록 할 수 있어 대용량 저농도의 분석물질을 분석하기에 유리하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판에 서로 다른 크기의 금속 함유 나노입자(140)를 증착한 모습을 나타낸 이미지이다.
도 4의 (a)는 금속 함유 나노입자(140)를 Ag를 이용하여 9 nm의 두께로 증착했을 때이고, (b), (c) 및 (d) 는 각각 두께가 13nm, 15nm, 19nm가 되도록 증착한 것이다. 알루미나 절연막(130) 상에 성장하는 Ag는 두 물질 간에 젖음(wetting)이 적어, 3차원의 반구(semi sphere)형태로 금속 함유 나노입자(140)가 형성되는 것을 확인할 수 있다. 실시예로 19 nm의 두께로 증착하였을 때, Ag 반구의 높이가 50 nm로 성장했음을 SEM 이미지로 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법을 나타낸 블록도이다.
도 5을 참조하면, S200 단계에서 기판(110)을 준비한다. 기판(110)은 다수의 공극을 포함한다.
S210단계에서 기판(110) 상에 금속 함유 나노와이어(122)가 집적되도록 금속 함유 나노와이어(122)를 포함하는 용액(120)을 여과시킨다.
본 발명의 일실시예에서는 진공여과 방식을 사용하였다.
금속 함유 나노와이어(122)가 집적되는 두께는 상기 용액(120) 내 금속 함유 나노와이어(122)의 농도 및 상기 용액(120)의 여과량을 이용하여 조절될 수 있다.
상기 금속 함유 나노와이어(122)가 집적되는 밀도는 상기 용액(120) 내 금속 함유 나노와이어의(122) 농도 및 상기 용액(120)의 여과량을 이용하여 조절될 수 있다.
S220 단계에서는 금속 함유 나노와이어(122)가 집적된 기판(110)을 건조시킨다.
기판(110)을 건조하면 여과과정에서 미처 여과되지 못하고 잔존하는 금속 함유 나노와이어(122)를 제외한 물질들이 제거될 수 있다. 건조를 촉진하기 위해 열처리를 이용할 수도 있다. 본 발명의 일실시예에서는 섭씨 150도 내지 170도로 가열된 열판(hot plate)에 기판(110)을 위치시켜 약 5분 내외로 건조하였다.
S220 단계에서, 표면증강 라만 분광용 기판의 제조를 완료할 수도 있으나, 보다 강화된 라만 신호를 얻기 위해서는 S230단계 내지 S240단계를 더 수행할 수도 있다.
S230단계에서는 금속 함유 나노와이어(122) 상에 절연막(130)을 형성한다.
절연막(140)은 진공증착 및 용액공정 중 어느 하나를 이용할 수 있으며 절연막(140)을 형성하기 위한 다른 공정을 이용할 수도 있다.
진공증착의 경우 상기 진공증착은 원자층증착, 화학기상증착, 스퍼터링 및 열증착법 중 어느 하나를 이용할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
용액공정의 경우 스핀코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating) 및 드랍핑(dropping) 공정 중 어느 하나를 이용할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예에서는 열증착법을 사용하였다.
S240단계에서는 금속 함유 나노입자(140)를 형성한다. 금속 함유 나노입자(140)는 금속을 진공증착시켜 형성할 수 있으며 상기 진공증착은 스퍼터링(sputtering), 기화(evaporation) 및 화학 증기 증착(chemical vapor deposition) 중 어느 하나를 이용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
금속 함유 나노입자(140)의 두께 내지 밀도는 진공증착 시에 증착 시간 등의 조건을 제어하여 조절될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 분석방법을 나타낸 블럭도이다.
도 6을 참조하면, S300단계에서 기판(110)을 준비한다. 기판(110)의 재질 및 특성 등은 상술한 바와 같다.
S310단계에서는 금속 함유 나노와이어(122)이 포함된 용액(120)에 분석물질을 혼합한다. 금속 함유 나노와이어(122)의 종류, 크기 및 특성 등은 상술한 바와 같다.
S320단계에서는 상기 혼합 용액(120)을 여과시킨다. 본 발명의 일 실시예에서는 진공여과 방식을 사용을 사용하였다. 혼합 용액(120)을 여과시키게 되면 분석물질은 별도의 조치가 없이도 자연히 금속 함유 나노와이어(122) 간 나노갭에 위치하게 된다. 즉, 핫스팟 지점에 분석물질이 놓이게 되어 라만 신호 분석 시 효율적으로 증강된 라만 신호를 얻을 수 있다.
S330단계에서는 기판(110)을 건조한다. 기판(110)을 건조하게 되면 여과 과정에서 미처 여과되지 못하고 잔존하는 금속 함유 나노와이어(122) 및 분석물질을 제외한 물질들이 제거될 수 있다. 실시예에 따라, 금속 함유 나노와이어(122) 표면에 존재하는 코팅물질을 일부러 남겨두어 나노갭을 조절할 수도 있다.
S340단계에서는 기판(110)에 레이저광 조사와 같은 방법에 따라 분석물질의 라만 신호를 검출하게 된다. 분석물질은 상술한 바와 같이 나노갭 사이에 존재하게 되어 증강된 라만 신호를 얻을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 분석방법을 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, S400단계에서 상술한 구조적 특징을 지닌 표면증강 라만 분광용 기판을 준비하게 된다. 이러한 표면증강 라만 분광용 기판은 상술한 제조방법에 의해 제조할 수 있다.
S410단계에서는 분석물질을 여과시키게 된다. 분석물질은 여과과정에서 상술한 다양한 나노갭 중 어느 한 곳에 흡착될 수 있다.
S420단계에서는 레이저광 조사와 같은 방법에 따라 분석물질의 라만 신호를 검출하게 된다. 분석물질은 상술한 바와 같이 나노갭 사이에 존재하게 되어 증강된 라만 신호를 얻을 수 있다.
도 8은 금속 함유 나노와이어(122)의 투과전자현미경 이미지를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 금속 함유 나노와이어(122)가 교차되어 형성된 교차점(원형 점선)을 명확히 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 표면증강 라만 분광용 기판의 반사도 그래프이다.
도 9에서의 표면증강 라만 분광용 기판은 기판(110), 금속 함유 나노와이어(122)만을 포함하도록 하였다.
도 9에서 사용된 기판(110)으로는 유리 섬유 재질의 0.7 ㎛여과용 여과지를 사용하였다. 여과 용액에 포함되는 금속 함유 나노와이어(122)는 직경 40 nm, 길이 50 ㎛내외이고, 은(Ag)을 사용하였다. 여과 방식으로는 진공여과 방식을 사용하여 금속 함유 나노와이어(122)를 기판(110) 상에 집적하였다.
본 발명의 일실시예에 따른 표면증강 라만 분광용 기판은 가시광 영역인 400-700nm의 파장 범위에서 반사도가 5% 미만으로, 광학적으로 우수한 특성을 확인할 수 있다. 낮은 반사도를 나타내는 이유는 적층된 은 나노와이어(140) 사이의 수많은 서로 다른 나노갭에 의해, 효과적으로 광흡수가 일어나기 때문이다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 라만 신호를 비교한 그래프이다.
도 10에서는 도 9에서의 표면증강 라만 분광용 기판과 같은 조건에서 제조된 표면증강 라만 분광용 기판 및 도 9에서의 표면증강 라만 분광용 기판에 절연체(130)로 알루미나(Al2O3)를 10nm, 금속 함유 나노입자(14)로 은(Ag)을 9nm 두께로 형성한 표면증강 라만 분광용 기판을 이용하여 라만 신호를 비교하였다. 전잔는 Ag NWs로 표시하고, 후자는 Ag NWs_Al2O3 10nm_Ag NPs 9nm로 표시하였다.
상술한 2가지 표면증강 라만 분광용 기판은 2mM의 벤젠티올(benzenethiol, BT) 용액에 약 1시간 동안 담가둔 후, 에탄올로 린싱(rinsing)하여 벤젠티올 분자들이 기판(110) 상에 단일층으로 흡착되도록 하였다. 이후 라만 분광기를 사용하여 표면증강 라만 분광용 기판의 라만 신호의 세기를 측정하였으며 입사레이저의 파장과 세기는 632.8nm와 0.4 mW로 하였다. 그 결과, 기판(110), 금속 함유 나노와이어(122)만으로 이루어진 표면증강 라만 분광용 기판에 비해 기판(110), 금속 함유 나노와이어(122), 절연체(130) 및 금속 함유 나노입자(140)로 이루어진 표면증강 라만 분광용 기판의 라만 신호가 5배 이상 높게 측정되었다.
(실시 예1)
- 여기 레이저 파장(Excitation Laser Wavelength) : 632.8 nm
- 대물렌즈(Objective Lens) : 50X
- 스팟 사이즈(Spot Size) : 2 ㎛
- 출력(Power) : 0.4 mW
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
110: 기판
120: 용액
122: 금속 함유 나노와이어
124: 용매
130: 절연체
140: 금속 함유 나노입자

Claims (36)

  1. 다수의 공극을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 금속 함유 나노와이어가 집적되도록 금속 함유 나노와이어를 포함하는 용액을 여과시키는 단계; 및
    상기 기판을 건조시키는 건조 단계;를 포함하되,
    상기 금속 함유 나노와이어는 상기 공극을 통과하지 않고, 인접한 금속 함유 나노와이어와 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하며,
    상기 금속 함유 나노와이어의 표면에는 코팅물질이 존재하고,
    상기 코팅물질을 이용하여 상기 나노갭이 조절되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노와이어는 각기 불규칙한 방향을 가지며, 기 설정된 두께 이상으로 집적되고,
    상기 기 설정되는 두께는 표면증강 라만 분광용 기판의 라만 신호 증가가 포화되는 두께를 기준으로 설정되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노와이어 상에 절연막을 형성하는 단계; 및
    상기 절연막 상에 상호 이격되어 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하는 금속 함유 나노입자를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노입자와 금속 함유 나노와이어 사이에는 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭이 형성된 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유리섬유로 제조된 여과지인 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 알루미나, 테프론(Polytetrafluoroethlylene, PTFE), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 셀룰로오스(cellulose) 및 종이 중 어느 하나 인 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 여과는 진공여과 방식을 이용한 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제1항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Fe, Li, Ni, Pd, Pt, Rh, Ru 및 이의 합금 중 어느 하나인 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 건조 단계는 상기 기판 상에 잔존하는 상기 금속 함유 나노와이어를 제외한 물질을 제거하는 열처리를 이용한 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노와이어가 집적되는 두께는 상기 용액 내 금속 함유 나노와이어의 농도 및 상기 용액의 여과량을 이용하여 조절되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노와이어가 집적되는 밀도는 상기 용액 내 금속 함유 나노와이어의 농도 및 상기 용액의 여과량을 이용하여 조절되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈몬 공명의 파장은 상기 금속 함유 나노와이어의 재질, 지름, 길이 중 적어도 어느 하나를 이용하여 조절되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 절연막은 알루미나, 금속산화물, 금속황화물, 금속 할로겐화물, 실리카, 산화지르코늄 및 산화철 중 어느 하나인 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 절연막은 진공증착 및 용액공정 중 어느 하나를 이용하여 형성한 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  16. 제3항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노입자는 라만활성물질을 진공증착시켜 형성되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 진공증착은 스퍼터링(sputtering), 기화(evaporation) 및 화학 증기 증착(chemical vapor deposition) 중 어느 하나를 이용한 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판의 제조방법.
  18. 다수의 공극을 포함하는 기판; 및
    상기 공극을 통과하지 않고 상기 기판 상에 집적된 금속 함유 나노와이어;를 포함하되,
    상기 금속 함유 나노와이어는 인접한 금속 함유 나노와이어와 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하며,
    상기 금속 함유 나노와이어의 표면에는 코팅물질이 존재하고,
    상기 코팅물질을 이용하여 상기 나노갭이 조절되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노와이어는 각기 불규칙한 방향을 가지며, 기 설정된 두께 이상으로 집적되고,
    상기 기 설정되는 두께는 표면증강 라만 분광용 기판의 라만 신호 증가가 포화되는 두께를 기준으로 설정되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노와이어 상에 형성된 절연막; 및
    상기 절연막 상에 형성되며 상호 이격되어 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하는 금속 함유 나노입자;를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노입자와 금속 함유 나노와이어 사이에는 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭이 형성된 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 기판은 유리섬유로 제조된 여과지인 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 기판은 알루미나, 테프론(Polytetrafluoroethlylene, PTFE), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 셀룰로오스(cellulose) 및 종이 중 어느 하나 인 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노와이어는 금속 함유 나노와이어를 포함하는 용액을 상기 기판을 통해 진공여과 방식으로 여과시켜 상기 기판상에 금속 함유 나노와이어를 집적시켜 형성하는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  25. 삭제
  26. 제18항에 있어서,
    상기 금속은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Fe, Li, Ni, Pd, Pt, Rh, Ru 및 이의 합금 중 어느 하나인 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  27. 제18항에 있어서,
    상기 기판은 상기 기판 상에 잔존하는 상기 금속 함유 나노와이어를 제외한 물질을 제거하는 열처리를 하여 건조한 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노와이어가 집적되는 두께는 상기 용액 내 금속 함유 나노와이어의 농도 및 상기 용액의 여과량을 이용하여 조절되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  29. 제24항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노와이어가 집적되는 밀도는 상기 용액 내 금속 함유 나노와이어의 농도 및 상기 용액의 여과량을 이용하여 조절되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  30. 제18항에 있어서,
    상기 플라즈몬 공명의 파장은 상기 금속 함유 나노와이어의 재질, 지름, 길이 중 적어도 어느 하나를 이용하여 조절되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  31. 제20항에 있어서,
    상기 절연막은 알루미나, 금속산화물, 금속황화물, 금속 할로겐화물, 실리카, 산화지르코늄 및 산화철 중 어느 하나인 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  32. 제20항에 있어서,
    상기 절연막은 진공증착 및 용액공정 중 어느 하나를 이용하여 형성한 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  33. 제20항에 있어서,
    상기 금속 함유 나노입자는 라만활성물질을 진공증착시켜 형성되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 진공증착은 스퍼터링(sputtering), 기화(evaporation) 및 화학 증기 증착(chemical vapor deposition) 중 어느 하나를 이용한 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판.
  35. 다수의 공극을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
    금속 함유 나노와이어를 포함하는 용액에 분석물질을 혼합하여 혼합 용액을 형성하는 단계;
    상기 혼합 용액을 상기 기판에 여과시키는 단계;
    상기 기판을 건조시키는 건조 단계; 및
    상기 분석물질에 광조사하여 라만 신호를 검출하는 단계;를 포함하되,
    상기 금속 함유 나노와이어는 상기 공극을 통과하지 않고, 인접한 금속 함유 나노와이어와 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 나노갭을 형성하며,
    상기 금속 함유 나노와이어의 표면에는 코팅물질이 존재하고,
    상기 코팅물질을 이용하여 상기 나노갭이 조절되는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 분석방법.
  36. 제18항 내지 제24항, 및 제26항 내지 제34항 중 어느 한 항에 기재된 표면증강 라만 분광용 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판에 분석물질을 여과시키는 단계; 및
    상기 분석물질에 광조사하여 라만 신호를 검출하는 단계;를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 표면증강 라만 분광용 기판을 이용한 분석방법.
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