Tae Min Choi;JinUk Yoo;Eun Su Jung;Chae Yeon Lee;Hwa Rim Lee;Dong Hyun Kim;Sung Gyu Pyo
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.57
no.2
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pp.71-85
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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.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.15
no.2
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pp.43-47
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2012
In this study, the experiments for surface enhancement of silver mirror substrate were done, where we checked the characteristics of silver mirror substrate made by Tollen's method. The surface enhancement of Bromothymol blue was analyzed by three kind of silver mirror substrates. The assignments of the vibrational bands shown in SERS spectra are given based on both literature and the semi-empirical calculations at the PM3 methods. Finally, we deduced that the adsorption orientation of bromothymol blue was little tilted flat to the silver mirror surfaces by using of the surface selection rules.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.32
no.6
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pp.458-461
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2019
The facile synthesis of shape-controlled Pd nanoparticles (PdNPs) with ascorbic acid as a reducing agent and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a capping agent is presented in this study. The synthesized PdNPs were characterized by UV-vis spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Raman Spectroscopy. The prepared PdNPs show efficient surface-enhanced Raman scattering (SERS) properties. SERS studies on the adsorption characteristics of 1,4-phenylene diisocyanide (1,4-PDI) on colloidal PdNPs have revealed that the relative peak intensity of the $(NC)_{free}$ and $(NC)_{bound}$ modes distinctly depends on the 1,4-PDI concentration as well as the shape of the PdNPs. Furthermore, we found that the PdNPs are also efficient photoelectron emitters such that the SERS spectrum of 4-nitrobenzenethiol (4-NBT) on PdNPs is readily converted to that of 4-aminobenzenethiol (4-ABT) under 632.8 nm radiation.
In this work, a novel strategy is provided to prepare silver nanoplates by a fibronectin (Fn) nanofibril template. First, Fn molecules were controlled to assemble into amyloid-like nanofibrils in highly concentrated ethanol aqueous solution. The resultant nanofibrils could serve as a soft template to direct the formation of silver nanoplates. It is worth noting that the silver nanoplates are excellent surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate with 4-aminothiophenol (4-ATP) molecule as a test probe. This high active SERS substrate can also be used to detect drug molecule, 2-thiouracil with high sensitivity.
Zinc metal organic framework (MOFZn)-loaded goad nanoparticles (AuNPs) sol (Au@MOFZn), which was characterized by TEM, Mapping, FTIR, XRD, and molecular spectrum, was prepared conveniently by solvothermal method. The results indicated that Au@MOFZn had a very strong catalytic effect with the nanoreaction of AuNPs formation between sodium oxalate (SO) and HAuCl4. AuNPs in the new indicator reaction had a strong resonance Rayleigh scattering (RRS) signal at 370 nm. The indicator AuNPs generated by this reaction, which had the most intense surface enhanced Raman scattering (SERS) peak at 1621 cm -1. The new SERS/RRS indicator reaction in combination with specific aptamer (Apt) to fabricate a sensitive and selective Au@MOFZn catalytic amplification-aptamer SERS/RRS assay platform for carbendazim (CBZ), with SERS/RRS linear range of 0.025-0.5 ng/mL. The detection limit was 0.02 ng/mL. Similarly, this assay platform has been also utilized to detect oxytetracycline (OTC) and profenofos (PF).
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.08a
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pp.87-87
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2013
The interface between nanomaterials and biosystems is emerging as one of the broadest and most dynamic areas of science and technology, bringing together biology, chemistry, physics and many areas of engineering, biomedicine. The combination of these diverse areas of research promised to yield revolutionary advances in healthcare, medicine, and life science. For example, the creation of new and powerful nanosensors that enable direct, sensitive, and rapid analysis of biological and chemical species can advance the diagnosis and treatment of disease, discovery and screening of new drug molecules. Nanowire based sensors are emerging as a powerful and general platform for ultrasensitive and multiplex detection of biological and chemical species. Here, we present the studies about noble metal nanowire sensors that can be used for sensitive detection of a wide-range of biological and chemical species including nucleic acids, proteins, and toxic metal ions. Moreover, the optical and electrochemical applications of noble metal nanowires are introduced. Noble metal nanowires are successfully used as plasmonic antennas and nanoelectrodes, thereby provide a pathway for a single molecule sensor, in vivo neural recording, and molecular injection and detection in a single living cell.
Here, we develop a new nanofilter device for the rapid and efficient separation of nanoparticles and biomolecules, exploiting the use of AAO mebrane with ordered nanopores in the range from 20 nm to 200 nm. Briefly, the chip comprises of a series of the upper and lower PDMS channels containing embedded inlet and outlet ports, and $50{\mu}m$ width microfluidic channel, and AAO membrane to be made the filtering zone. After assembling these components, the acrylate plastic plates were used to fix the device on the top and bottom side. When introducing the samples into the inlet ports of the upper PDMS channel, we were able to separate and concentrate the nanoparticles and target molecules at the filtering zone, and to elute the solutions containing the unwanted materials toward the lower PDMS channels normal to the direction of AAO membrane. To demonstrate the usefulness of the device we apply it to the SERS detection of nucleic acid sequences associated with Dengue virus serotype 2. We report a limit of detection for Dengue sequences of 300 nM and show excellent enhancement of Raman signals from the filter zone of the nanofilter device.
Searching for systems of self-assembled monolayers (SAMs) that can be used as templates for chemical lithography, we found that nitro groups on aromatic SAMs are selectively converted on Ag to amino groups by irradiation with a visible laser. 4-nitrobenzenethiol on Ag was thus converted to 4-aminobenzenethiol by irradiating it with an $Ar^+$ laser. This was evident from surface-enhanced Raman scattering (SERS) as well as from a coupling reaction forming amide bonds. The surface-induced photoreaction allowed us to prepare patterned binary monolayers on Ag that showed different chemical reactivities. Using the binary monolayers as a lithographic template, we induced site-specific chemical reactions, such as the selective growth of biominerals on either the nitro- or amine-terminated regions by adjusting the crystal-growth conditions. We also demonstrated that patterned, amine-terminated monolayers can be fabricated even on gold by using silver nanoparticles as photoreducing catalysts.
Yoon, Min Ji;Kim, Jihyeon;Jang, Yoon Hee;Lee, Ji-Eun;Chung, Kyungwha;Quan, Li Na;Kim, Dong Ha
Journal of the Korean Chemical Society
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v.57
no.5
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pp.618-624
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2013
We demonstrated unique inter- and intra-plasmonic coupling effects in bimetallic Au@Ag core-shell NP arrays which are regularly or randomly arranged on self-assembled block copolymer (BCP) inverse micelle monolayers. Polyvinylpyrrolidone (PVP)-stabilized Au@Ag core-shell NP arrays in regular or disordered configuration were incorporated and assembled on reconstructed PS-b-P4VP inverse micelle templates through two types of processes. The intensively enhanced LSPR coupling properties of individual and assembled Au@Ag NPs were evaluated by UV-visible spectroscopy in terms of the type of ligand stabilizer, coupling between Au and Ag, thickness of Ag shell, and type of array configuration. Finally, Au@Ag core-shell NP arrays were employed as active substrates for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) and a significantly enhanced signal enhancement was observed in accordance with the coupling intensity of Au@Ag NPs patterns.
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