Nanofabrication by Polymer Self-assembly

소개

이화여대 화학실험기법과목 1,2모두 A+받은 자료입니다ㅎㅎ
인트로덕션과 디스커션 부분 많이 참고해주세요~
화실기 화이팅!!!

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental method
4. Result and Discussion
5. Conclusions
6. References

본문내용

(1)Block Copolymers(BCPs)
BCPs는 두 가지 이상의 화학적으로 구별되는 고분자 사슬들이 공유결합에 의해 연결된 중합체를 말한다. BCPs은 자가조립특성(self-assembly)특징을 갖고 있어 기존의 top-down 방식의 패턴제작의 한계를 극복할 수 있는 새로운 방법으로 연구되고 있다. 또한 BCPs는 이를 구성하는 두 가지 고분자의 종류, 분자량, 상호작용 정도에 따라 다양한 물리적, 화학적 성질을 갖게 되는 특성이 있다. 이번 실험에서는 Poly(styrene)-block-poly(vinyl pyridine) (PS-b-PVP)를 이용한다. PS-b-PVP는 다양한 나노구조로 변할 수 있는 성질을 가진 양친매성의 BCPs로 nanopatterning에 널리 사용된다.
BCPs의 합성은 다음과 같다. 먼저 고분자를 두 종류 모두 잘 녹일 수 있는 solvent에 녹인다. PS-b-PVP의 합성에서는 toluene이 사용되었다. 그리고, Hydrophilic한 기판 위에 hydrophobic한 toluene을 evenly distribution하기 위해 spin coating방법을 사용한다. 이후 최적의 온도에서 anneal과정을 거쳐 마무리한다.

Figure 1 Synthesis of BCPs
(2)Localized surface plasmon resonance(LSPR)
표면 플라즈몬 공명현상(surface Plasmon Resonance, SPR)은 외부에서 편광 된 빛이 프리즘-금속-분석물질 구조에 입사되고, 빛이 금속 표면에서 표면공명을 발생시켜 이것이 센서에 감지되는 원리로 작동된다. 금속 나노입자와 같이 국소적인 표면이 존재하는 재료에 SPR을 이용하는 경우 그 표면에서 국소적으로 진동이 발생하는데, 이러한 현상을 국소 표면 플라즈몬 공명(Localized surface plasmon resonance)이라고 한다. SPR현상을 이용한 센싱 기법은 물질의 굴절률 차이만으로 측정이 가능하기 때문에 별도의 표식 없이 분석이 가능하다. 또한 실시간(in-situ)측정이 가능하며, 아주 작은 굴절률 차이를 감지할 수 있기 때문에 높은 측정 해상도를 가진다. 따라서 LSPR은 화학적, 생물학적 센싱에 이용되며 바이오센서로도 사용된다.

참고자료

· D, Ghosh. Gold Nanoparticles: Acceptors for Efficient Energy Transfer from the Photoexcited Fluorophores. Optics and Photonics Journal Vol.3 No.1. 2013. p.9
· J,Gong;A, Zhang;H, Bai. Formation of nanoscale networks: selectively swelling amphiphilic block copolymers with CO2-expanded liquids. Nanoscale, Issue 3. 2013. p.1195~1204
· A, Rahikkala. Self-assembly of PS-b-P4VP block copolymers of varying architectures in aerosol nanospheres. Soft Matter. 2013.p.1492-1499
· 이동현. Fabrication of Nano-patterning using the Self-assembly of Block Copolymers. 공업화학전망,15권 1호. 2012 pp.40-52
· 이화여자대학교. Physical Methods in Chemistry IILab Manual. 2017. p.10
· Han, E.; Stuen, K. O.; La, Y. H.; Nealey, P. F.; Gopalan, P. Macromolecules 2008, 41, 9090-9097.
· 김도균;박태정;이상엽.국소 표면 플라즈몬 공명 (LSPR) 기반 비표지 바이오칩 제작 및 바이오센서로의 응용. KSBB Journal. 2009. 24: 1~8
· 권혁록;이성혁.표면 플라즈몬 공명 센서에서의 쌍금속 은-금 박막 구조의 광학 특성.전기학회논문지 제56권 제1호. 2007.1.p156-160
· 정석균;전정범.주사전자현미경의 기본원리와 응용(Part I). KIC News, Volume 12, No. 6. 2009. p39-46
· 정구현. AFM을 이용한 나노스케일 힘의 정량적 측정.KSTLE Vol. 28, No. 2. 2012. pp.62~69
· Malcolm P. Stevens. Polymer Chemistry an Introduction, Oxford University Press. 2009, 139
· SIGMA-ALDRICH. Gold Nanoparticles: Properties and Applications.
· 이동진;고승환.하향식 마이크로 제조공정과 상향식 자가조립을 이용한 나노소재 박막 디바이스 구현. 기계저널 제52권 제6호(통권 제379호).2012.06, 48-51
· H,M, Kim;S,M Jin. Detection of Biomolecular Binding Through Enhancement of Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) by Gold Nanoparticles. Sensors. 2009.p.2334-2344
· L, Guo. Strategies for enhancing the sensitivity of plasmonic nanosensors. Nano Today. 2015.p. 213—239