KR101706064B1 - 라만측정용 기판의 평가방법 - Google Patents

라만측정용 기판의 평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 a) 암시야 현미경을 통해 라만측정용 기판 상에 위치한 나노입자의 색상을 측정하는 단계; b) 측정된 색상을 나노입자간 거리로 환산하는 단계; c) 라만측정용 기판의 라만 신호강도를 획득하는 단계; d) 환산된 거리와 동일한 거리를 가지는 나노입자를 포함하는 표준 라만측정용 기판의 표준 라만 신호강도를 획득하는 단계; 및 e) 라만 신호강도와 표준 라만 신호강도를 비교하는 단계;를 포함하는 라만측정용 기판의 평가방법에 관한 것이다.

Description

라만측정용 기판의 평가방법 {Evaluation method of substrate for measurement of Raman}
본 발명은 라만측정용 기판의 평가방법에 관한 것이다.
다양한 형광 표지법을 통한 나노 구조체 및 바이오 시스템의 현상 규명은 표지 부착의 기술적 어려움과 형광 표지에 따른 잘못된 결과 도출 가능성 때문에 물질 자체의 라만 신호 검출을 통한 연구가 대두되고 있다.
그러나 라만 신호 검출은 형광에 비해 매우 작은 신호 크기를 가지기 때문에 실질적 응용에 대한 한계를 가지는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 국소화된 표면 증강 라만 공명(localized surface enhanced Raman resonance)을 가능하게 하는 금 또는 은 나노 입자 표면의 라만 신호 검출에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.
이는 금속의 크기가 나노 크기가 되면 자유 전자의 거동에 의해 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance, SPR) 특성이 나타나는 독특한 광학적 성질을 이용하는 하는 것으로, 상기 표면 플라즈몬 공명은 도체인 금속 나노 입자 표면과 공기, 물 등의 유전체 사이에 빛이 입사되면 빛이 가지는 특정 에너지와 전자기장과의 공명으로 인해 금속 표면의 자유 전자들이 집단적으로 진동하는 현상을 말한다.
이때, 나노미터 크기의 금속 구조에서 발생한 표면 플라즈몬을 국소 표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)이라 하며, 상기 국소 표면 플라즈몬 공명은 광학신호를 증폭시키면 측정하기 힘든 생체 분자 검출은 물론 바이오센서에 이용할 수 있다. 특히, 라만 신호 검출은 두 개의 금속 나노 입자 간의 거리를 수 나노미터 이내로 형성하고, 금속 나노 입자 사이에 라만 표지 물질이 존재한다면, 신호 크기가 108 이상까지 증가하여 단분자 검출이 가능하다.
표면 증강 라만 산란신호를 극대화시키기 위하여 다양한 형태의 나노 입자를 합성하거나[Jianping Xie, Jim Yang Lee, and Daniel I. C. Wang, 2007, Chem. Mater., 19, 2823-2830], 나노 입자 사이의 강한 자유 전자의 집단적 진동을 유도[Ping-Ji Huang, et al, 2009, Adv. funct. Mater., 19, 242-248], 자극 반응성 고분자를 사용하여 나노 입자 사이의 거리를 조절[Laura Rodriguez-Lorenzo, et al. 2009, J. AM. CHEM. SOC, 131, 4616-4618]에 대한 기술이 보고되었다. 따라서, 미량의 샘플만으로도 고감도의 바이오센싱 및 화학센싱을 할 수 있는 미량 분석용 표면증강 라만측정용 기판이 고려될 수 있다.
그러나 이와 같은 라만측정용 기판이 우수한 성능을 가질 수 있도록 잘 제조되었는가를 평가하는 방법에 대해서는 알려진 바가 없으며, 간단하면서도 체계화된 라만측정용 기판의 평가 방법이 필요한 실정이다.
Jianping Xie, Jim Yang Lee, and Daniel I. C. Wang, 2007, Chem. Mater., 19, 2823-2830 Ping-Ji Huang, et al, 2009, Adv. funct. Mater., 19, 242-248 Laura Rodriguez-Lorenzo, et al. 2009, J. AM. CHEM. SOC, 131, 4616-4618
상기와 같은 필요성을 해결하기 위하여 본 발명은 간단하면서도 체계화된 라만측정용 기판의 평가방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 a) 암시야 현미경을 통해 라만측정용 기판 상에 위치한 나노입자의 색상을 측정하는 단계; b) 측정된 색상을 나노입자간 거리로 환산하는 단계; c) 라만측정용 기판의 라만 신호강도를 획득하는 단계; d) 환산된 거리와 동일한 거리를 가지는 나노입자를 포함하는 표준 라만측정용 기판의 표준 라만 신호강도를 획득하는 단계; 및 e) 라만 신호강도와 표준 라만 신호강도를 비교하는 단계;를 포함하는 라만측정용 기판의 평가방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 라만측정용 기판의 평가방법은 간단하면서도 체계화된 방법을 통해 라만측정용 기판의 성능 및 라만측정용 기판이 계획한대로 잘 제조되었는가를 평가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따라 암시야 이미지 상의 색상에 따른 나노입자간 거리를 도시화한 것이며,
도 2는 본 발명의 일 예에 따라 암시야 이미지 상의 색상에 따른 (a) 금 나노입자간의 거리 및 (b) 은 나노입자 간의 거리를 유한차분 시간영역법 (FDTD method; finite-difference time-domain method)으로 시뮬레이션한 파장-산란신호강도 스펙트럼이다.
본 발명은 라만측정용 기판의 평가방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단하면서도 체계화된 방법을 통해, 라만측정용 기판의 성능 및 라만측정용 기판이 계획한대로 잘 제조되었는가를 평가할 수 있는 방법에 관한 것이다.
구체적으로 라만측정용 기판의 평가방법은, a) 암시야 현미경을 통해 라만측정용 기판 상에 위치한 나노입자의 색상을 측정하는 단계; b) 측정된 색상을 나노입자간 거리로 환산하는 단계; c) 라만측정용 기판의 라만 신호강도를 획득하는 단계; d) 환산된 거리와 동일한 거리를 가지는 나노입자를 포함하는 표준 라만측정용 기판의 표준 라만 신호강도를 획득하는 단계; 및 e) 라만 신호강도와 표준 라만 신호강도를 비교하는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다. 이때, c)단계와 d)단계는 각각 독립적인 단계로 특정한 순서 없이 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 라만측정용 기판은 통상적인 방법 중 하나인 나노 박막과 나노입자 사이에 표지분자를 위치 하게함으로써 제조된 것으로, 구체적으로 10 ~ 20 ㎚ 두께의 나노 박막 위 자기조립단분자층(self-assembled monolayer)을 형성 후 그 위에 50 ~ 100 ㎚ 크기의 나노입자를 분산하여 ‘표면 증강 라만 산란’을 위한 기판을 제조할 수 있다.
이때, 일 예에 따른 기재는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 유리, 플라스틱, 금속, 실리콘, 석영 또는 알루미나 등을 사용할 수 있다.
일 예에 따른 나노 박막은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들면 금속 나노 박막을 사용할 수 있고, 보다 구체적으로 예를 들면 금, 은, 구리, 티타늄, 알루미늄 또는 플래티늄 등의 나노 박막을 사용할 수 있다.
일 예에 따른 자기조립단분자층은 나노 박막 및 나노입자와 잘 결착되어 표면 증강 라만 산란(SERS; surface enhanced Raman scattering)의 세기를 증폭시켜 줄 수 있는 화합물을 사용하는 것이 좋으며, 예를 들어 -NCS, -NCO, -NH2, -COOH, -NO2, -CN 또는 -SH 등의 관능기를 가진 단분자 화합물을 사용하여 형성된 것일 수 있다.
일 예에 따른 나노입자는 표면 증강 라만 산란이 가능한 나노입자라면 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다. 예를 들어 나노입자는 금속 나노입자일 수 있으며, 보다 구체적으로 예를 들면, 금, 은, 백금, 구리, 팔라듐, 알루미늄, 아연 또는 이들의 혼합물 등일 수 있다. 나노입자의 형상은 구형, 막대형, 다면체형 또는 판상형 등일 수 있으며, 다면체형은 육면체형, 팔면체형, 십이면체형 또는 이십면체형 등 일 수 있으나, 이에 한정되진 않는다. 또한, 나노입자의 평균 입경은 표면 증강 라만 산란이 가능한 크기라면 특별히 제한하지 않으나, 예를 들어 20 ~ 200 ㎚일 수 있다. 이때, 나노입자의 평균 입경이 5 ㎚ 이하로 너무 작으면 라만 신호강도의 획득이 어려울 수 있으므로 좋지 않다.
이와 같이 제조된 라만측정용 기판은 간단한 측정방법을 이용하여 라만측정용 기판이 얼마나 잘 제조되었는가를 평가할 수 있다.
암시야 현미경을 통해 색상을 측정하는 방법을 보다 자세히 살펴보면,
암시야 현미경(Dark-field microscope)은 특수한 집광렌즈를 사용하여 렌즈의 빗각에서 시료에 빛을 집중시켜 시료에 의해 산란된 빛만 대물렌즈를 통과해 보이도록 하고, 시료를 통과하지 않은 빛은 대물렌즈 속으로 들어가지 않게끔 설계되어 있는 것으로, 본 발명의 경우 라만측정용 기판 상에 위치한 나노입자에 의해 산란된 빛만이 대물렌즈를 통과하여 암시야 이미지 상에 색상을 나타나게 되며, 나노입자가 없는 영역은 암시야 이미지 상에 검은색 배경으로 나타나게 된다.
본 발명의 일 예에 따른 색상의 측정은 라만측정용 기판 상의 복수개의 나노입자에 대하여 색상을 측정한 것일 수 있다. 상세하게, 두개의 나노입자에 의한 색상을 측정한 것이거나 또는 라만측정용 기판의 일정 영역 내의 나노입자에 의한 색상을 측정한 것일 수 있다. 이때 일정 영역이란, 라만측정용 기판의 일부 영역 또는 전체 영역을 의미하는 것일 수 있다.
암시야 이미지에 나타나는 색상에 대한 일 예로, 두 나노입자가 근거리에 위치할 시, 나노입자간 거리가 가까워짐에 따라 적색이동(red shift)이 일어나 녹색, 노란색, 오렌지색, 붉은색 순으로 장파장의 색상을 나타낼 수 있다. 이때, 나노입자간 거리는 통상적인 방법을 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 주사전자현미경 (SEM; scanning electron microscope), 원자힘현미경(AFM; atomic force microscope) 또는 투과전자현미경(TEM; transmission electron microscope) 등을 통해 나노입자 간의 거리를 측정할 수 있다.
도 2는 두 금속 나노입자 간의 거리와 암시야 이미지 상의 색상(산란색) 간의 관계를 유한차분 시간영역법 (FDTD method; finite-difference time-domain method)으로 시뮬레이션한 파장-산란신호강도 스펙트럼으로, 나노입자 간의 거리에 따라 암시야 이미지 상의 색상이 달라짐을 확인할 수 있다. 도 2는 비록 시뮬레이션 결과이긴 하나, 후술하는 바와 같이, 실제 나노입자 간의 거리에 따른 색상에 대한 데이터를 미리 구축하여 암시야 이미지로 측정된 색상에 따라 입자간 거리를 환산할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 도 2(a)에 나타난 바와 같이, 입경이 100 ㎚인 구형의 두 금(Au) 나노입자의 경우, 암시야 이미지 색상이 붉은색 (λmax 665~675 ㎚)인 두 나노입자간의 거리는 1 ㎚일 수 있으며, 색상이 붉은색(λmax 650~660 ㎚)인 두 나노입자간의 거리는 2 ㎚일 수 있으며, 색상이 오렌지색(λmax 600~610 ㎚)인 두 나노입자간의 거리는 5 ㎚일 수 있으며, 색상이 노란색(λmax 575~585 ㎚)인 두 나노입자간의 거리는 10 ㎚일 수 있다.
다른 일 구체예로, 도 2(b)에 나타난 바와 같이, 입경이 100 ㎚인 구형의 두 은(Ag) 나노입자의 경우, 암시야 이미지 색상이 오렌지색 (λmax 610~620 ㎚)인 두 나노입자간의 거리는 1 ㎚일 수 있으며, 색상이 오렌지색(λmax 595~605 ㎚)인 두 나노입자간의 거리는 2 ㎚일 수 있으며, 색상이 녹색(λmax 530~540 ㎚)인 두 나노입자간의 거리는 5 ㎚일 수 있으며, 색상이 녹색(λmax 500~510 ㎚)인 두 나노입자간의 거리는 10 ㎚일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 암시야 이미지 획득을 위해 사용되는 광원은 400 ~ 1000 ㎚ 파장영역을 갖는 백색광이라면 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 텅스텐 램프, 텅스텐-할로겐 램프 또는 크세논(Xe) 램프 등을 사용할 수 있다.
색상의 측정이 완료되면, 측정된 색상을 나노입자간 거리로 환산할 수 있다. 단, 본 단계를 수행하기에 앞서, 색상에 따른 입자간 거리를 표준화한 데이터베이스가 미리 구축되어 있어야하며, 데이터베이스는 정밀도 및 신뢰도가 있어야한다. 실제 암시야 이미지 상에 나타나는 색상, 즉 산란색은 나노입자의 종류와 크기, 형상 그리고 입자간 거리 등과 같은 변수에 따라 달라질 수 있으므로, 하나의 변수만을 달리하고 나머지는 동일하게 고정하여 되도록 많은 경우에 대한 데이터베이스를 획득하는 것이 필요하다. 데이터베이스가 구축되면, 계획된 종류, 크기 및 형상을 가지는 나노입자를 포함하는 라만측정용 기판을 제조하고 이를 암시야 현미경을 통해 색상을 측정한 후, 측정된 색상에 따라 입자간 거리를 환산할 수 있다.
이에 따라, 암시야 이미지 상에 나타난 색상을 통해 나노입자 간의 거리에 대한 정보를 정량적으로 수득할 수 있으며, 이를 바탕으로 나노입자간 거리 분포 등을 알 수 있다. 이러한 정보는 라만측정용 기판의 성능 및 제조 상태를 평가함에 있어 유효하게 사용될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 입자간 거리로의 환산은 단일 위치에서 색상을 측정하여 환산한 것이거나 또는 복수의 위치에서 색상을 측정한 후 환산하여 평균을 낸 것일 수 있다.
앞서 색상 측정에서 설명한 바와 같이, 색상은 라만측정용 기판 상의 복수개의 나노입자에 대하여 측정된 것일 수 있으며, 상세하게는 두개의 나노입자에 의한 색상을 측정한 것이거나 또는 라만측정용 기판의 일정 영역 내의 나노입자에 의한 색상을 측정한 것일 수 있다. 이때 일정 영역이란, 라만측정용 기판의 일부 영역 또는 전체 영역을 의미하는 것일 수 있다.
이에 따라, 두개의 나노입자에 의해 측정된 색상을 통하여 두 나노입자 간의 거리로 환산할 수 있으며, 또는 라만측정용 기판의 일정 영역 내에서 측정된 색상들을 각각 거리로 환산한 후 이를 평균 내어 평균 거리를 계산한 것일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 이때 일정 영역이란 라만측정용 기판의 일부 영역 또는 전체 영역을 의미하는 것일 수 있다.
다음으로, 라만측정용 기판의 라만 신호강도 및 표준 라만측정용 기판의 표준 라만 신호강도를 획득할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 이 두 단계는 각각 독립적으로 수행되는 것으로 특정 순서 없이 이루어질 수 있다.
라만 신호강도의 경우, 통상적인 방법을 이용하여 획득할 수 있으며, 상세하게는 제조한 라만측정용 기판에 레이저를 조사하여 측정할 수 있다. 라만 신호강도의 획득을 위한 레이저는 라만 분광 측정을 위해 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있으나, 라만센서의 플라즈몬 공명에너지에 준하는 레이저 광 에너지를 조사하는 것이 바람직하다. 구체적으로 예를 들면 아르곤이온 레이저, 헬륨-네온 레이저 또는 다이오드 레이저 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 라만 신호강도는 색상이 측정된 단일 위치에서 획득한 것이거나 또는 라만측정용 기판 전체 표면에서 획득한 것일 수 있다. 특히, 라만측정용 기판 전체 표면에서 라만 신호강도를 획득한 경우, 라만측정용 기판의 성능 또는 라만측정용 기판이 잘 제조되었는가를 평가함에 있어서 보다 효과적일 수 있다.
표준 라만 신호강도의 경우, 표준 라만측정용 기판을 실 제조하여 레이저를 조사하여 측정하거나, 양자역학적 이론을 기반으로 하여 계산되는 시뮬레이션 툴을 이용하여 얻어질 수 있다.
여기서 표준 라만측정용 기판이란, 나노입자의 종류와 크기, 형상 그리고 입자간 거리 등과 같은 변수가 높은 신뢰성으로 특정 지어진 라만측정용 기판을 일컫는 것으로, 표준 라만측정용 기판은 본 발명에서 설계한 라만측정용 기판의 표준 모델일 수 있다.
실 제조한 표준 라만측정용 기판에 레이저를 조사하여 표준 라만 신호강도를 수득하고자 하는 경우, 라만 신호강도를 획득한 방법과 동일한 방법을 이용하여 표준 라만 신호강도를 획득할 수 있다.
다음으로, 각각 획득한 라만 신호강도와 표준 라만 신호강도를 비교하여 라만측정용 기판을 평가할 수 있다.
예를 들어, 라만 신호강도가 표준 라만신호강도와 90% 이상으로 일치할 경우, 라만센서가 계획한 바대로 잘 제조되었다고 평가할 수 있으며, 98% 이상으로 일치할 경우, 높은 신뢰성으로 매우 정밀하게 제조되었다고 평가할 수 있다. 반면, 라만 신호강도가 표준 라만신호강도가 90% 미만으로 일치할 경우, 라만센서가 계획한 바대로 제조되지 않았다고 평가할 수 있다.
또한, 라만 신호강도와 표준 라만 신호강도를 비교함과 더불어, 앞서 설명한 바와 같이, 암시야 이미지를 통해 획득한 나노입자간 거리 분포 등의 정보를 바탕으로 라만측정용 기판의 제조 상태 및 성능을 보다 효율적으로 평가할 수 있다.
한편, 이러한 차이가 발생하는 것은 다양한 이유가 있을 수 있으며, 예를 들어, 계획한 바와는 달리, 나노입자의 뭉침에 의해 입자의 형상이 달라지거나 입자간의 배열 구조가 달라짐 등으로 인한 것일 수 있다.
본 발명에 있어서 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

Claims (9)

  1. a) 암시야 현미경을 통해 라만측정용 기판 상에 위치한 나노입자의 색상을 측정하는 단계;
    b) 상기 측정된 색상을 나노입자간 거리로 환산하는 단계;
    c) 상기 라만측정용 기판의 라만 신호강도를 획득하는 단계;
    d) 상기 환산된 거리와 동일한 거리를 가지는 나노입자를 포함하는 표준 라만측정용 기판의 표준 라만 신호강도를 획득하는 단계; 및
    e) 상기 라만 신호강도와 상기 표준 라만 신호강도를 비교하는 단계;
    를 포함하는 라만측정용 기판의 평가방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 나노입자는 금속 나노입자인 것을 특징으로 하는 라만측정용 기판의 평가방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 금속 나노입자는 금, 은, 백금, 구리, 팔라듐, 알루미늄, 아연 또는 이들의 혼합물인 라만측정용 기판의 평가방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 나노입자의 평균 입경은 20 ~ 200 ㎚인 라만측정용 기판의 평가방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 c)단계의 라만 신호강도는 레이저를 조사하여 획득하는 라만측정용 기판의 평가방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 레이저는 아르곤 이온 레이저, 헬륨-네온 레이저 또는 다이오드 레이저인 라만측정용 기판의 평가방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 c)단계의 라만 신호강도는 색상이 측정된 단일 위치에서 획득된 것을 특징으로 하는 라만측정용 기판의 평가방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 c)단계의 라만 신호강도는 라만측정용 기판의 전체 표면에서 획득된 것을 특징으로 하는 라만측정용 기판의 평가방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 b)단계는 복수의 위치에서 색상을 측정한 후 환산하여 평균한 것을 특징으로 하는 라만측정용 기판의 평가방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110047921A (ko) * 2009-10-31 2011-05-09 숭실대학교산학협력단 금 나노콜로이드 입자를 이용한 수용액내의 Ｈｇ（Ⅱ）농도의 형광 및 ＳＥＲＳ 탐지방법
KR20120134910A (ko) * 2011-06-03 2012-12-12 한국과학기술원 나노 물질의 광학적 특성을 이용한 변형률 측정 방법 및 장치
KR101448111B1 (ko) * 2013-09-17 2014-10-13 한국기계연구원 표면 증강 라만 분광용 기판 및 이의 제조방법
KR20150000751A (ko) * 2013-06-25 2015-01-05 국방과학연구소 미량 분석용 고감도 자극 반응성 표면증강 라만 산란 기판 제조 방법 및 그의 응용

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100053598A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Sunghoon Kwon Surface deformation detection
KR101639684B1 (ko) 2014-09-29 2016-07-15 한국기계연구원 나노갭이 조절된 기판 및 이의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110047921A (ko) * 2009-10-31 2011-05-09 숭실대학교산학협력단 금 나노콜로이드 입자를 이용한 수용액내의 Ｈｇ（Ⅱ）농도의 형광 및 ＳＥＲＳ 탐지방법
KR20120134910A (ko) * 2011-06-03 2012-12-12 한국과학기술원 나노 물질의 광학적 특성을 이용한 변형률 측정 방법 및 장치
KR20150000751A (ko) * 2013-06-25 2015-01-05 국방과학연구소 미량 분석용 고감도 자극 반응성 표면증강 라만 산란 기판 제조 방법 및 그의 응용
KR101448111B1 (ko) * 2013-09-17 2014-10-13 한국기계연구원 표면 증강 라만 분광용 기판 및 이의 제조방법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jianping Xie, Jim Yang Lee, and Daniel I. C. Wang, 2007, Chem. Mater., 19, 2823-2830
Laura Rodriguez-Lorenzo, et al. 2009, J. AM. CHEM. SOC, 131, 4616-4618
Ping-Ji Huang, et al, 2009, Adv. funct. Mater., 19, 242-248

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