Tae Min Choi;JinUk Yoo;Eun Su Jung;Chae Yeon Lee;Hwa Rim Lee;Dong Hyun Kim;Sung Gyu Pyo
Journal of Surface Science and Engineering
/
v.57
no.2
/
pp.71-85
/
2024
This article provides an overview of Raman spectroscopy and its practical applications for surface analysis of semiconductor processes including real-time monitoring. Raman spectroscopy is a technique that uses the inelastic scattering of light to provide information on molecular structure and vibrations. Since its inception in 1928, Raman spectroscopy has undergone continuous development, and with the advent of SERS(Surface Enhanced Raman Spectroscopy), TERS(Tip Enhanced Raman Spectroscopy), and confocal Raman spectroscopy, it has proven to be highly advantageous in nano-scale analysis due to its high resolution, high sensitivity, and non-destructive nature. In the field of semiconductor processing, Raman spectroscopy is particularly useful for substrate stress and interface characterization, quality analysis of thin films, elucidation of etching process mechanisms, and detection of residues.
Alcohol consumption triggers toxic effect to organs and tissues in the human body. The risks are essentially thought to be related to ethanol content in alcoholic beverages. The identification of ethanol in blood samples requires rapid, minimal sample handling, and non-destructive analysis, such as Raman Spectroscopy. This study aims to apply Raman Spectroscopy for identification of ethanol in blood samples. Silver nanoparticles were synthesized to obtain Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) spectra of blood samples. The SERS spectra were used for Partial Least Square (PLS) for determining ethanol quantitatively. To apply PLS method, $920{\sim}820cm^{-1}$ band interval was chosen and the spectral changes of the observed concentrations statistically associated with each other. The blood samples were examined according to this model and the quantity of ethanol was determined as that: first a calibration method was established. A strong relationship was observed between known concentration values and the values obtained by PLS method ($R^2=1$). Second instead of then, quantities of ethanol in 40 blood samples were predicted according to the calibration method. Quantitative analysis of the ethanol in the blood was done by analyzing the data obtained by Raman spectroscopy and the PLS method.
Surface-enhanced Raman scattering (SERS) effect deals with the enhancement of the Raman scattering intensity by molecules in the presence of a nanostructured metallic surface. The first observation of surface-enhanced Raman spectra was in 1974, when Fleischmann and his group at the University of Southampton, reported the first high-quality Raman spectra of monolayer-adsorbed pyridine on an electrochemically roughened Ag electrode surface. Over the last thirty years, it has developed into a versatile spectroscopic and analytical technique due to the rapid and explosive progress of nanoscience and nanotechnology. This review article describes the recent development in field of surface-enhanced Raman scattering research, especially fabrication of various SERS active substrates, mechanism of SERS effect and its various applications in both surface sciences and analytical sciences.
Lee, Chul-Jae;Kim, Hee-Jin;Karim, Mohammad Rezaul;Lee, Mu-Sang
Bulletin of the Korean Chemical Society
/
v.27
no.4
/
pp.545-548
/
2006
We investigated the Surface-enhanced Raman Spectroscopy (SERS) spectrum of ethephone (2-chloroethylphosphonic acid). We observed significant signals in the ordinary Raman spectrum for solid-state ethephone as well as when it was adsorbed on a colloidal silver surface, strong vibrational signals were obtained at a very low concentration. The SERS spectra were obtained by silver colloids that were prepared by the $\gamma$-irradiation method. The influence of pH and the influence of anion $(Cl^-,\;Br^-,\;I^-)$ on the adsorption orientation were investigated. Two different adsorption mechanisms were deduced, depending on the experimental conditions. The chlorine atom or the chlorine and two oxygen atoms were adsorbed on the colloidal silver surface. Among halide ions, $Br^-$ and $I^-$ were more strongly adsorbed on the colloidal silver surfaces. As a result, the adsorption of ethephone was less effective due to their steric hinderance.
Bisphenol A (BPA) is one of the chemicals used in monomer epoxy resins and polycarbonate plastics. The surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) method is precise for identifying biological materials and chemicals at considerably low concentrations. In the present article, the substrates coated with gold nanoparticles have been studied to identify BPA and control the diseases caused by this chemical. Gold nanoparticles were made by a simple chemical method and by applying gold salt and trisodium citrate dihydrate reductant and were coated on glass substrates by a spin-coat approach. Finally, using these SERS substrates as plasmonic sensors and Raman spectroscopy, the Raman signal enhancement of molecular vibrations of BPA was investigated. Then, the molecular vibrations of BPA in some consumer goods were identified by applying SERS substrates as plasmonic sensors and Raman spectroscopy. The fabricated gold nanoparticles are spherical and quasi-spherical nanoparticles that confirm the formation of gold nanoparticles by observing the plasmon resonance peak at 517 nm. Active SERS substrates have been coated with nanoparticles, which improve the Raman signal. The enhancement of the Raman signal is due to the resonance of the surface plasmons of the nanoparticles. Active SERS substrates, gold nanoparticles deposited on a glass substrate, were fabricated for the detection of BPA; a detection limit of 10-9 M and a relative standard deviation (RSD) equal to 4.17% were obtained for ten repeated measurements in the concentration of 10-9 M. Hence, the Raman results indicate that the active SERS substrates, gold nanoparticles for the detection of BPA along with the developed methods, show promising results for SERS-based studies and can lead to the development of microsensors. In Raman spectroscopy, SERS active substrate coated with gold nanoparticles are of interest, which is larger than gold particles due to the resonance of the surface plasmons of gold nanoparticles and the scattering of light from gold particles since the Raman signal amplifies the molecular vibrations of BPA. By decreasing the concentration of BPA deposited on the active SERS substrates, the Raman signal is also weakened due to the reduction of molecular vibrations. By increasing the surface roughness of the active SERS substrates, the Raman signal can be enhanced due to increased light scattering from rough centers, which are the same as the larger particles created throughout the deposition by the spin-coat method, and as a result, they enhance the signal by increasing the scattering of light. Then, the molecular vibrations of BPA were identified in some consumer goods by SERS substrates as plasmonic sensors and Raman spectroscopy.
Kim, Mak-Soon;Kim, Min-Kyung;Lee, Chul-Jae;Jung, Young-Mee;Lee, Mu-Sang
Bulletin of the Korean Chemical Society
/
v.30
no.12
/
pp.2930-2934
/
2009
Surface-enhanced Raman Scattering (SERS) spectroscopy is applied to the study of the adsorption of benzoimidazolic fungicides benzimidazole (BIZ) and thiabendazole (TBZ) on silver mirrors. The influence of pH on the adsorption mechanism was investigated. In case of BIZ, two different adsorption mechanisms are deduced depending on the experimental conditions: via the $\pi$ electrons of the ring in neutral conditions and through an ionic pairing of protonated nitrogen atom with the chloride adsorbed on the metal surface. The SERS spectra of TBZ revealed that most molecules were adsorbed on silver surface by the ${\pi}$ electrons in neutral and acidic conditions but in acid conditions, some molecules were adsorbed via the sulfur and nitrogen atoms tilted slightly to the surface.
The surface enhanced Raman scatterings of Zn(Ⅱ) tetrakis (4-N-methyl pyridyl) porphyrins were studied in silver sol. Zn(Ⅱ) tetrakis (4-N-methyl pyridyl) porphyrin was found to be adsorbed on silver surface via flat-on geometry with some inhomogeneous distribution in the orientation of pyridyl groups. Both the selective enhancement of Raman modes depending on the mode character and the theoretical arguments of SERS are utilized to support the above conclusion. The surface induced substitution reaction of Mn(Ⅲ) tetrakis (4-N-methyl pyridyl) porphyrin chloride to Ag(Ⅱ) tetrakis (4-N-methyl pyridyl) porphyrin was detected via surface enhanced Raman spectrum.
Sanghwa Lee;Eunyoung Tak;Yu Jeong Cho;Jiye Kim;Jooyoung Lee;Ryunjin Lee;Kwanhee Lee;Minsung Kwon;Young-In Yoon;Sung-Gyu Lee;Jung-Man Namgoong;Jun Ki Kim
BioChip Journal
/
v.16
/
pp.49-57
/
2020
During living donor liver transplantation, a number of blood vessels and bile ducts are anastomosed while the liver and gallbladder are resected in the donor and recipient. Early detection and treatment of complications after surgery by evaluating the function of blood vessels and the biliary tract is crucial. A biosensing chip that can monitor patient health status from the bile excreted during the recovery process has been developed using a surface-enhanced Raman sensing chip. Surface-enhanced Raman spectroscopy signals of bile obtained from normal bile duct ligation and gallbladder damage mouse models using a cautery device were identified and analyzed. The surface-enhanced Raman chip with a nanometer-level porous structure can selectively separate the nanometer biomarkers and measure the Raman signal. Through the detection of nanometer biomarkers in the bile and comparative analysis of histopathology, the Raman signal in the damaged gallbladder was compared with that caused by liver damage due to bile duct ligation, showing that it becomes a biosensing chip for monitoring recovery.
Kim, Mak-Soon;Kang, Jae-Soo;Park, Si-Bum;Lee, Mu-Sang
Bulletin of the Korean Chemical Society
/
v.24
no.5
/
pp.633-637
/
2003
We have studied the surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) spectrum of quinomethionate (6-methyl-1,3-dithiolo[4,5-b]quinoxalin-2-one), which is an insecticide or fungicide used on vegetables and wheat. We observed no signals in the ordinary Raman spectra of solid-state quinomethionate, but when it was adsorbed on a colloidal silver surface, strong vibrational signals were obtained at a very low concentration. The SERS spectra were obtained by silver colloids prepared by the Creighton et al. method. The influence of pH and the aggregation inductors ($Cl^-,\;Br^-,\;I^-,\;F^-$) on the adsorption mechanism was investigated. Two different adsorption mechanisms were deduced, depending on the experimental conditions: The one N atom or two N atoms are chemisorbed on an Ag surface. An important contribution of the chemical mechanism was inferred when the one N atom was perpendicularly adsorbed on a surface. It is possible that quinomethionate can be detected to about $10^{-5}$ M.
Monolayers of hypericin, a photodynamic polycyclic quinoidal compound, were prepared at the air-water interface, and were transferred to metal substrates to form Langmuir-Blodgett (LB) monolayers. The structural characteristics of hypericin LB monolayers and self-assembled (SA) monolayers were investigated using surface-enhanced resonance Raman scattering (SERRS) spectroscopy. Both the spectroscopic data and the surface pressure - area (${\pi}-A$) isotherms suggest that hypericin forms ${\pi}-{\pi}$ aggregates that orient vertically to the subphase surface. Whereas the ordering and orientation of control was less effective in SA monolayers, a higher structural regularity was attained in LB systems. The effect of subphase on the structural integrity of the monolayer was also investigated.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.