• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.07a
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• pp.302-303
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• 2003

원자간력-현미경(Atomic Force Microscope)은 비파괴적인 방법으로 광소자의 단면 형상과 거칠기에 관한 정보를 원자단위의 해상도로 얻어낼 수 있다. 그러나 탐침의 형상에 의해서 공간분해능에 제한을 받는다. 이 문제를 해결하기 위해, 원자간력-현미경 탐침의 끝부분에 나노튜브를 부착하였다. 주사형 전자현미경에 설치한 나노조작기를 사용하여 나노튜브를 탐침에 밀착하도록 이동시킨 후에, 탄화물 증착으로 접착시키는 방법을 사용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.427-428
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• 2014

서론: 최근 전세계적인 고령화 진행에 따른 뇌졸중, 파킨슨병, 알츠하이머병 등과 같은 각종 뇌관련 질환에 대한 관심이 더욱 높아지고 있으며 다양한 뇌질환 치료를 위하여 뇌 신경 신호의 정확한 검출 대한 연구가 학계에서 활발히 진행되고 있다. 효과적인 뇌 신경 신호 검출을 위해서는 세포조직의 손상을 최소화 할 수 있는 초소형 신경탐침 및 극소 면적내에서 극대화된 검출 전극이 구현되어야 한다. 그러나, 극소 면적내에 구성된 소면적 전극을 통한 신호 검출은 전극 계면에서의 높은 임피던스를 야기시켜 정밀한 신경신호 검출에 어려움을 만든다. 따라서, 뇌 신경 신호 검출시 전극 계면에서의 낮은 임피던스를 검출하기 위한 다결정실리콘, 이리듐 산화막, 탄소나노튜브와 같은 다양한 전극 소재를 이용한 신경탐침 연구가 제안되어 왔다. 본 연구에서는 극소화된 전극면적과 신경세포 계면에서의 저 임피던스 신경신호 검출을 위하여 비이온성 계면활성제와 전해도금을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 검출 전극으로 활용하였다. 실험 결과: 제작된 신경탐침의 몸체는 실리콘으로 이루어지며, 탐침 끝단에는 신호 측정을 위한 나노동공 백금층을 갖는 전극들이 집적되어 있다. Fig. 1 는 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 이미지 (a), SEM (b), TEM (c), FESEM (d) 측정결과를 보여준다. 0.9 %의 NaCl 용액에서 제작된 신경탐침의 계면임피던스 및 위상각 변화에 대한 측정결과가 Fig. 2에 나타나 있다. 1.2 kHz 주파수에서 $942.6K{\Omega}$ ($0.029{\Omega}cm^2$, $3.14{\mu}m^2$)로 극대화된 실표면적을 갖는 나노동공 백금층에 의하여 매우 낮은 임피던스 특성을 보인 것으로 판단된다. 또한 제작된 신경탐침은 위상각이 $-82.9^{\circ}$로서 캐패시터와 같은 역할을 하고 있다고 예상할 수 있었으며 $4.6mFcm^{-2}$의 축전용량값을 보였다. Fig. 3는 1 M의 황산용액에서 나노동공백금층이 형성된 신경탐침 전극과 형성 전의 전기화학적 표면변화를 비교분석한 결과로서 나노동공 백금층의 형성 전/후의 전류응답 특성이 상이하게 나타났다. 나노동공 백금층의 실표면적 극대화로 인한 전류응답수치 또한 크게 향상 되었으며, 0~-0.25 V 영역에서의 수소 흡착에 따른 환원곡선은 전형적인 백금 특성을 보여주는 결과로 판단 할 수 있다. Table 1는 기존에 연구되었던 신경탐침들과 본 연구에서 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 임피던스와 캐패시턴스 특성을 비교한 결과이다. 결론: 본 연구에서는 실리콘 신경탐침 끝단에 집적된 전극상에 전해도금법을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 형성하고 전극 계면상의 낮은 임피던스를 검출을 하였다. 나노동공 백금층을 갖는 신경탐침은 순환전압전류법을 통해 극대화된 실표면적을 극대화를 확인할 수 있었으며, 극대화된 검출 전극면은 저 임피던스 측정에 용이함을 실험을 통해서 증명할 수 있었다. 따라서, 높은 거칠기값의 나노동공 백금층은 초소형화된 신경탐침상에 집적되는 전극면적소형화와 다수의 전극 구현에 효과적일 것으로 판단되며 보다 정확한 신경신호 검출을 통한 뇌질환의 명확한 이해에 유망할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2002.07a
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• pp.124-125
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• 2002

근접장 광학 탐침은 근접장 광학 현미경의 핵심요소이다. 매우 다양한 탐침이 제작되어 사용되고 있지만 이 가운데에서 실제로 널리 사용되는 근접장 탐침은 잡아끌거나 식각하는 방식으로 첨단부를 뽀족하게 한 후 수십 내지 수백 나노미터 직경의 개구 만을 남겨두고 금속 코팅한 광섬유 탐침이다. 그러나 광섬유 근접장 탐침은 잘 알려져 있는 몇가지 단점이 있다. 우선 20~30$^{\circ}$ 의 각도로 뽀족해지는 기하학적인 모양과, 깨지기 쉬운 유리 재질로 제작된 데 기인하여 내구성이 떨어진다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.07a
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• pp.184-185
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• 2003

근접장 광학 현미경에 사용되는 다양한 탐침 중 가장 널리 사용되는 근접장 탐침은 잡아끌거나 식각하는 방식으로 첨단부를 뽀족하게 한 후 수십 내지 수백 나노미터 직경의 개구 만을 남겨두고 금속 코팅한 광섬유 탐침이다. 하지만 이렇게 제작되는 광섬유 탐침에는 뽀족한 기하학적인 모양과 깨지기 쉬운 재질 특성으로 인하여 내구성이 떨어지고 작은 개구 각도로 인하여 광 전달율이 매우낮으며 탐침을 근접장 영역에 진입시킨 후 시료와 탐침 간의 거리를 유지시키기 위해서 매우 복잡한 거리 유지 장치가 필요하다는 단점들이 있다. (중략)

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.47 no.5
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• pp.538-545
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• 2009

The principle and application of a scanning probe microscopy(SPM) are reviewed briefly, and a low-invasive single cell manipulation and a gene delivery technique using an etched atomic force microscopy(AFM) probe tip, which we call a nanoneedle, are explained in detail. The nanoneedle insertion into a cell can be judged by a sudden drop of force in a force-distance curve. The probabilities of nanoneedle insertion into cells were 80~90%, which were higher than those of typical microinjection capillaries. When the diameter of the nanoneedle was smaller than 400 nm, the nanoneedle insertion into a cell over 1 hour had almost no influence on the cell viability. A highly efficient gene delivery and a high ratio of expressed gene per delivered DNA compared the conventional major nonviral gene delivery methods could be achieved using the gene modified nanoneedle.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.128-128
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• 2004

나노 스케일의 구조물 제작에 있어서 기존의 리소그래피 공정들이 가지는 한계점을 극복하기 위해서 다양한 방식의 새로운 공정들이 개발되고 있다. 특히, 기계-화학적 가공공정을 이용한 미세탐침 기반의 나노리소그래피 기술(Mechano-Chemical Scaning Probe based Lithography; MC-SPL)은 기존의 포토리소그래피 공정의 단점을 극복하고, 보다 경제적이며 패턴 디자인 변경이 유연한 미세 패턴 제작 기술임이 확인되었다.(중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.07a
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• pp.290-291
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• 2003

근접장 측정에서 가장 많이 쓰이는 근접장 광섬유 탐침은 몇가지 단점을 가지고 있다. 단점 중 하나는 광 전달율이 매우 낮다는 점이다. 전형적으로 근접장 광섬유 탐침의 aperture가 100nm일때 빛이 통과할 때의 광 전달율은 $10^{-5}$만큼 떨어진다. 그리고 sample과 probe간의 수십 nm의 근접장거리를 유지하기 위해 복잡한 장치가 필요하다는 점이다. 이러한 단점을 보완하여 본 연구실에서는 근접장 측정에서 핵심이 되는 근접장 광섬유 탐침의 새로운 개념인 나노 탐침 제작을 연구하였다. (중략)

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.239.2-239.2
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• 2005

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.143-143
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• 2012

일반적인 라만 분광 시스템은 회절 한계로 인해 공간 분해능이 떨어지며, 시료의 양이 적을 경우에 굉장히 미약하게 발생하는 라만 신호의 검출 감도가 떨어지는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS)를 구축하였다. 구축한 TERS 시스템은 뾰족한 금속 탐침을 시료 위에 근접시켜 금속 탐침 내에 존재하는 전자와 여기 광 간의 플라즈몬 공명 현상에 의한 광 안테나 효과를 유도하여 라만 분광 시스템의 공간 분해능을 수십 나노미터 정도로 향상시켰으며, 기존의 라만 분광 시스템에서는 검출되지 않는 미약한 라만 신호를 검출할 수 있었다. 구축한 TERS 시스템을 이용하여 탄소나노튜브를 비롯한 다양한 반도체 시료의 라만 스펙트럼 및 라만이미지를 측정하였고, 금속 탐침이 시료위에 근접되지 않은 경우의 측정 결과와 라만 신호의 세기 및 라만 이미지의 공간 분해능을 비교하여 제안하는 TERS 시스템의 효용성을 검증하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.49 no.6
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• pp.517-520
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• 2005