• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.307-313
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• 2009

Quantitative analysis of optical scattering intensities from a Au nanoparticle with a diameter of 100 nm, which is effected by the localized surface plasmon resonance (LSPR), were numerically carried out by using a dark-field detection scheme on prism basal plane for two different beam incident modes of reflectance (R-mode) and transmittance (T-mode). Two-dimensional finite difference time domain (FDTD) algorithm was adopted, and its applicabilibility was verified by comparing the simulation results with the theoretical ones. Simulation results of the scattered light intensities from a Au nanoparticle revealed that the scattered intensity of the T-mode was much stronger than that of R-mode. Comparison of the calculated results with the theoretical intensity distribution on the prism showed that the scattered intensity is marimized when the evanescent field, which is generated from the interface of prism and air at TIR angle, is coupled with Au nanoparticle.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권5호
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• pp.582-588
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• 2014

We study polarization-dependent spontaneous emission (SE) rate and light extraction efficiency (LEE) in localized-surface-plasmon (LSP)-coupled light emitting diodes (LEDs). The closely packed seven $Ag/SiO_2$ core-shell (CS) nanoparticles (NPs) lie on top of the GaN surface for LSP coupling with a radiated dipole. According to the dipole direction, both the SE rate and the LEE are significantly modified by the LSP effect at the $Ag/SiO_2$ CS NPs when the size of Ag, the thickness of $SiO_2$, and the position of the dipole source are varied. The enhancement of the SE rate is related to an induced dipole effect at the Ag, and the high LEE is caused by light scattering with an LSP mode at $Ag/SiO_2$ CS NPs. We suggest the optimum position of the quantum well (QW) in blue InGaN/GaN LEDs with $Ag/SiO_2$ CS NPs for practical application.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.80-80
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• 2008

바이오 센서 응용 연구에 많이 사용되는 금(Au) 나노 입자를 이용한 국소 표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)에 의한 산란광을 검출하는데 주로 이용되는 암시야(dark field) 현미경 검출 방식에 관한 전산모사를 통하여 입사광의 입사 방식에 따른 산란광 세기를 정량적으로 분석하였다. 전산모사 기법으로는 국소 표면 플라즈몬 공명의 동역학적인 현상을 모사할 수 있는 유한차분시간영역(Finite Difference Time Domain, FDTD) 기법을 이용하였는데, 이러한 기법이 암시야 현미경 전산 모사에 유효함을 우선적으로 검증하였다. 암시야 현미경 검출 방식의 모사에서 입사 광원의 반사 입사 방식과 투과 입사 방식을 비교하였고, 각각의 방식에 서 입사광의 입사각에 따른 산랑광 세기를 계산하였다. 이러한 전산모사를 통하여 프리즘을 통한 내부 전반사(Total Internal Reflection, TIR) 방식에서 입사 광원의 임계각 근처에서 많이 발생하는 에바네슨트 장(evanescent field)을 결합하는 경우 산란광 세기가 증가함을 관찰하였고, 이러한 세기의 변화를 프레넬(Fresnel) 방정식에 의해 계산된 에바네슨트 장의 세기 분포와 비교 분석하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권1호
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• pp.79-85
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• 2022

Tracers are one of the critical factors for improving the performance of velocimetry. Silver and gold nanoparticles as tracers with localized surface-plasmon resonance are analyzed for their scattering properties. The scattering cross sections, angular distribution of the scattering, and equivalent scattering cross sections from 53° and 1.5° half-angle cones at 532 nm are calculated, with particle sizes in the nanoscale range. The 53° and 1.5° half-angle cones used as examples correspond respectively to the collection cones for microscope objectives in microscopic measurements and camera lenses in macroscopic measurements. We find that there is a transitional size near 35 nm when comparing the equivalent scattering cross sections between silver and gold nanoparticles in water at 532 nm. The equivalent scattering cross section of silver nanoparticles is greater or smaller than that of gold nanoparticles when the particle radius is greater or smaller than 35 nm respectively. When the radius of the plasmonic nanoparticles is smaller than about 44 nm, their equivalent scattering cross sections are at least ten times that of TiO₂ nanoparticles. Plasmonic nanoparticles are promising for velocimetry applications.

• Carbon letters
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• 제25권
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• pp.84-88
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• 2018

At present, an important research area is the search for materials that are compatible with CMOS technology and achieve a satisfactory response rate and modulation efficiency. A strong local field of graphene surface plasmon polariton (SPP) can increase the interaction between light and graphene, reduce device size, and facilitate the integration of materials with CMOS. In this study, we design a new modulator of SPP-based cycle branch graphene waveguide. The structure comprises a primary waveguide of graphene-$LiNbO_3$-graphene, and a secondary cycle branch waveguide is etched on the surface of $LiNbO_3$. Part of the incident light in the primary waveguide enters the secondary waveguide, thus leading to a phase difference with the primary waveguide as reflected at the end of the branch and interaction coupling to enhance output light intensity. Through feature analysis, we discover that the area of the secondary waveguide shows significant localized fields and SPPs. Moreover, the cycle branch graphene waveguide can realize gain compensation, reduce transmission loss, and increase transmission distance. Numerical simulations show that the minimum effective mode field area is about $0.0130{\lambda}^2$, the gain coefficient is about $700cm^{-1}$, and the quality factor can reach 150. The structure can realize the mode field limits of deep subwavelength and achieve a good comprehensive performance.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.76.2-76.2
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• 2015

I will present my research group's recent investigation on how the localized plasmon of a nanoparticle interacts with another plasmon, and with nearby molecules. First, I will demonstrate the use of scattering-type scanning near-field microscopy (s-SNOM) to directly visualize the capacitive / conductive coupling in dimeric nanoparticles and heterometallic nanorods. Second, I will talk about the use of gap-plasmons to locally induce photochemical reactions, and to follow chemical kinetics of individual organic molecules using the gap-plasmons. As a last topic, I will talk about the use of near-field coupling between a scanning probe and graphenes to visualize / identify the stacking domains (e. g., ABA versus ABC-type stacking in triple layer) hidden in multilayer graphenes.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.424-424
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• 2011

금속 나노 입자는 국소 표면 플라즈몬(Localized Surface Plasmon, LSP)이 여기 되며 이의 국부 환경 변화에 대한 민감한 의존성으로 인하여 생화학적 센서로의 응용이 크게 주목 받고 있다. LSP는 금속 나노 입자의 재료, 모양, 크기 그리고 주변 환경 변화에 민감하게 의존한다는 것이 알려져 있다. 금속 나노 입자를 소자로 응용하기 위해서는 일반적으로 기판을 사용하게 되며 이때 기판의 재료적 특성이 LSP에 서로 다른 영향을 준다. 기판은 재료의 광학적인 특성에 따라 유전체, 반도체 그리고 금속으로 분류할 수 있다. 유전체와 반도체 기판과는 다르게, 금속 기판은 표면의 자유전자가 금속 나노 입자에 구속된 자유전자와 반응하여 추가적인 플라즈몬모드를 형성한다. 이번 연구에서는 금속 기판 위에 지름이 100 nm인 콜로이드 금을 분산시킨 후 광산란 신호를 검출하고 금속 기판이 LSP에 미치는 영향을 하부금속 금속층 물질 및 두께의 함수로 하여 분석하였다. 또한, 콜로이드 금 주변의 굴절률 변화에 대한 반응도를 분석하여 센서로서 특성을 평가하였다.

• 한국진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.205-211
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• 2012

인듐주석산화막/폴리에틸렌 테레프탈레이트(ITO/PET: indium tin oxide/polyethylene terephthalate) 유연 기판 위에 성장된 산화아연(ZnO) 나노로드(nanorods)를 이용하여 형성된 은(Ag) 입자의 광학적 특성 및 소수성 표면에 대해 조사하였다. 시료를 준비하기 위해 스퍼터링법(sputtering)으로 코팅된 산화아연 씨드층(seed layer)을 이용하여 전기화학증착법(electrochemical deposition)으로 산화아연 나노로드를 성장시킨 후, 열증발증착법(thermal evaporation)을 사용하여 은을 증착하였다. 산화아연 나노로드의 불연속적인 표면 특성 때문에 은이 증착되면서 나노크기를 갖는 입자로 형성되었다. 비교를 위해 같은 조건으로 은을 평평한 ITO/PET에 증착하여 시료를 준비하였으며, 증착되는 은의 양을 조절하기 위해 100초에서 600초까지 열증발증착시간을 변화시켰다. 은 증착시간이 증가할수록 산화아연 나노로드 표면에 형성되는 은 입자의 크기와 양이 증가하였으며, 또한 빛의 흡수율이 가시광 영역에서 크게 증가하는 것을 확인하였다. 이는 은 입자의 국소표면플라즈몬공명(localized surface plasmon resonance)에서 기인된 것으로 짐작한다. 또한 물방울 테스트실험에서 평평한 ITO/PET에 증착된 은에서의 접촉각(contact angle)보다 산화아연 나노로드에 증착된 은 입자에서의 접촉각이 크게 증가함을 보여, 개선된 소수성 표면을 가질 수 있음을 확인하였다. 이러한 광학적 특성과 소수성 표면 결과는 산화아연 나노로드의 기반의 염료감응형 태양전지 또는 자정효과(self-cleaning)를 갖는 표면구조로 유연소자에 유용하게 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.893-894
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• 2009

• 정보저장시스템학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.43-46
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• 2007

The fabrication of metal nanostructures by a combination of atomic force microscopy nanomachining on a thin polymer resist, metal coating and lift-off is reported. Nanodots with sizes and nanowires with widths ranging between 50 and 100 nm have been successfully created. The present work exemplifies the feasibility and effectiveness of using a single-layer resist in comparison with a two-layer resist. In addition, the localized surface plasmon resonance peaks of the metal nanostructures have been measured and the selective growths of zinc oxide nanowires on the metal nanostructures are demonstrated.