나노기술 및 정책 정보

• 목록

​

게이오(慶應)대학 이공학부 연구그룹이 은 원자 수를 정밀하게 준별한 나노클러스터를 증착시킨 고체 표면으로부터의 광전자 방출 과정을 이용, 플라즈몬 응답 최소 단위가 9원자임을 규명함.

빛을 금과 은 등의 귀금속 입자에 조사(照射)하면, ‘국소 표면 플라스몬 공명(Localized Surface Plasnom Resonance, LSPR)’에 따른 광학 과정이 발생되는데, 그 광학 현상은 유리의 착색에 널리 사용되어 왔음.

최근에는 태양전지 등의 광전 변환 장치 및 플라즈모닉 광 회로 등의 ‘광 나노 디바이스’가 고효율화 관점에서 응용이 기대되고 있음. 이 LSPR의 최소 단위를 규명하는 것은 플라즈마몬 응답의 근본적인 이해를 부여하고 광전 변환에 있어 광 흡수에 따르는 전하 분리 과정을 정밀 제어하는 데 매우 중요하기 때문에, LSPR의 기원을 규명하는 것이 강력하게 요구되고 있었음.

연구진은 은 나노클러스터를 정밀 합성하고 2광자 광전자 분광법을 이용하여 LSPR의 물리적 특성을 평가한 결과, 고체 표면에 원자 수를 1개 단위로 정밀하게 준별한 은 나노클러스터를 증착시킴으로써, 9원자 이상의 은 나노클러스터가 플라즈몬 응답하는 것을 규명함.

또한, 플라즈몬에 의한 광 흡수를 한 은 나노클러스터가 생성하는 여기(勵起) 전자 전자는 나노클러스터 내부에서 매우 완화되기 쉽다는 것을 확인함.

본 연구 성과는 향후 플라즈몬 응답을 이용한 디바이스 응용의 기반 기술로서 이용될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ACS Nano (Confined Hot Electron Relaxation at the Molecular Heterointerface of the Size-Selected Plasmonic Noble Metal Nanocluster and Layered C60)에 게재됨.