KR20230088572A - Polymer substrate with nanostructures and sensor including the same - Google Patents

Polymer substrate with nanostructures and sensor including the same Download PDF

Info

Publication number
KR20230088572A
KR20230088572A KR1020210176622A KR20210176622A KR20230088572A KR 20230088572 A KR20230088572 A KR 20230088572A KR 1020210176622 A KR1020210176622 A KR 1020210176622A KR 20210176622 A KR20210176622 A KR 20210176622A KR 20230088572 A KR20230088572 A KR 20230088572A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanostructure
plasmonic
nanostructures
polymer substrate
ion beam
Prior art date
Application number
KR1020210176622A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정성훈
박성규
이승훈
나종주
양준영
김도근
박주영
변은연
Original Assignee
한국재료연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국재료연구원 filed Critical 한국재료연구원
Priority to KR1020210176622A priority Critical patent/KR20230088572A/en
Priority to PCT/KR2022/016590 priority patent/WO2023106624A1/en
Publication of KR20230088572A publication Critical patent/KR20230088572A/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/021—Cleaning or etching treatments
    • C23C14/022—Cleaning or etching treatments by means of bombardment with energetic particles or radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/20—Metallic material, boron or silicon on organic substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3435—Applying energy to the substrate during sputtering
    • C23C14/3442—Applying energy to the substrate during sputtering using an ion beam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G01N21/658—Raman scattering enhancement Raman, e.g. surface plasmons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

본 발명은 나노구조체가 형성된 고분자 기판 및 이를 포함하는 센서에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 고분자 기판을 표면개질하여 별도의 표면코팅처리 없이 금속 또는 금속산화물을 증착하여 센서로 활용할 수 있는 나노구조체가 형성된 고분자 기판 및 이를 포함하는 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a polymer substrate on which nanostructures are formed and a sensor including the same. More specifically, the present invention relates to a polymer substrate having a nanostructure that can be used as a sensor by depositing a metal or metal oxide without a separate surface coating treatment by modifying the surface of the polymer substrate, and a sensor including the same.

Description

나노구조체가 형성된 고분자 기판 및 이를 포함하는 센서{Polymer substrate with nanostructures and sensor including the same}Polymer substrate with nanostructures and sensor including the same}

본 발명은 나노구조체가 형성된 고분자 기판 및 이를 포함하는 센서에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 고분자 기판을 표면개질하여 별도의 표면코팅처리 없이 금속 또는 금속산화물을 증착하여 센서로 활용할 수 있는 나노구조체가 형성된 고분자 기판 및 이를 포함하는 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a polymer substrate on which nanostructures are formed and a sensor including the same. More specifically, the present invention relates to a polymer substrate having a nanostructure that can be used as a sensor by depositing a metal or metal oxide without a separate surface coating treatment by modifying the surface of the polymer substrate, and a sensor including the same.

최근 의료분야에서는 질병의 조기 예방 및 진단이, 식품 및 환경분야 등에 있어서는 유해물질의 조기 검출 등이 중요해짐에 따라, 센서와 바이오 기술이 접목된 바이오센서가 주목받고 있다. 바이오센서는 기술분야에 따라 그 종류를 전기화학, 압전, 열, 나노기계, 광학 바이오센서 등으로 분류할 수 있다. 그 중 광학 바이오센서는 열량측정, 형광, 플라즈마 공명 기반 센서, 표면 증강 라만산란(Surface Enhanced Raman Scattering 또는 Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) 센서 등을 포함한다. Recently, as early prevention and diagnosis of diseases in the medical field and early detection of harmful substances in the food and environmental fields have become important, a biosensor in which sensors and biotechnology are grafted is attracting attention. Biosensors may be classified into electrochemical, piezoelectric, thermal, nanomechanical, and optical biosensors according to technical fields. Among them, optical biosensors include calorimetry, fluorescence, plasma resonance-based sensors, surface enhanced Raman scattering or surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) sensors, and the like.

이 중 SERS 기술은 표면 극미세 나노구조를 이용하여 전기장을 강화시키고 이를 통해 라만 스펙트럼 신호를 증폭시키는 기술이며, 상기 기술이 적용된 SERS 센서 기술은 금, 은과 같은 금속의 나노구조에서 분자의 신호가 크게 증가하는 현상을 이용한 바이오센서에 관한 기술이다. Among them, SERS technology is a technology that enhances an electric field by using ultrafine surface nanostructures and amplifies Raman spectrum signals through it. It is a technology related to a biosensor using a greatly increased phenomenon.

한편, 전기장이 국소적으로 증강하는 영역인 핫스팟(hotspots)은 주로 극미세 나노구조에 의한 나노갭에 존재하므로, 극미세 나노구조를 만드는 기술이 중요하다. 극미세 나노구조에 의한 나노갭을 형성하는 종래의 대표적인 기술은 (1) 실리콘 기판의 플라즈마 에칭에 의한 고종횡비 실리콘 및 금속 나노로드(nanorod)를 형성하는 기술과, (2) 나노임프린트(nanoimprint) 식각공정을 적용하여 고종횡비 폴리머 및 금속 나노로드 형성 방법 등이 있다. 이외에도 종래에는 (3) 광간섭 식각법(interference lithography)에 의한 균일한 금속 나노로드를 형성하는 기술 등 다양한 나노식각공정을 적용하여 금속 나노구조체를 제조하였다.On the other hand, since hotspots, which are regions in which an electric field is locally enhanced, exist mainly in nanogaps due to ultrafine nanostructures, a technique for making ultrafine nanostructures is important. Conventional representative technologies for forming a nanogap by ultrafine nanostructures include (1) a technology of forming high aspect ratio silicon and metal nanorods by plasma etching of a silicon substrate, and (2) nanoimprint There are methods of forming high aspect ratio polymers and metal nanorods by applying an etching process. In addition, in the prior art, (3) metal nanostructures were prepared by applying various nanoetching processes, such as a technique of forming a uniform metal nanorod by optical interference lithography.

상기 극미세 나노구조를 형성하기 위한 다양한 기술이 개발되어 있으나, 대부분 극미세 나노구조를 형성하는 방법은 공정이 복잡하고 나노구조체의 갭, 밀도 등이 소정의 핫스팟을 형성하기에 충분하지 않는 문제점이 있었다. Although various technologies for forming the ultrafine nanostructures have been developed, most methods for forming the ultrafine nanostructures have problems in that the process is complicated and the gap, density, etc. of the nanostructure are not sufficient to form a predetermined hot spot. there was.

예를 들어, 종래의 SERS 센서용 고분자 기판 상에 극미세 나노구조 및 나노갭을 만들기 위해서는, 고분자 기판 상에 나노돌기를 형성하는 단계, 상기 나노돌기 표면에 Au 등 금속을 증착하여 금속 박막이 형성된 나노구조체를 형성하는 단계, 상기 금속 박막 상에 PFDT 등으로 표면코팅을 하는 단계, 표면처리된 금속 박막이 형성된 나노구조체 상에 금속 나노입자를 증착하여 상부가 대략 구형인 최종 나노구조체를 형성하는 단계를 거쳐야 하므로, 공정이 복잡하고 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.For example, in order to create an ultrafine nanostructure and a nanogap on a polymer substrate for a conventional SERS sensor, forming nanoprotrusions on the polymer substrate, depositing a metal such as Au on the surface of the nanoprotrusions to form a metal thin film. Forming a nanostructure, surface coating with PFDT or the like on the metal thin film, depositing metal nanoparticles on the nanostructure on which the surface-treated metal thin film is formed, forming a final nanostructure having an approximately spherical upper part Since it has to go through, there is a problem that the process is complicated and expensive.

본 발명의 배경기술로 대한민국 등록특허 제10-1932195호에 표면강화 라만 분광용 기판의 제조방법이 기재되어 있다. As a background art of the present invention, Korean Patent Registration No. 10-1932195 discloses a method for manufacturing a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy.

본 발명자들은 극미세 나노구조가 형성되어 고감도 광학 바이오센서 등에 활용될 수 있는 고분자 기판 및 별도의 PFDT 등의 표면코팅 단계 등을 생략하여 간소화된 공정으로 고감도 광학 바이오센서 등에 활용될 수 있는 고분자 기판을 제조할 수 있는 방법을 발명하고자 하였다. The present inventors have developed a polymer substrate that can be used for a high-sensitivity optical biosensor, etc. with ultrafine nanostructures formed, and a polymer substrate that can be used for a high-sensitivity optical biosensor, etc. with a simplified process by omitting a separate surface coating step such as PFDT. I tried to invent a way to make it.

본 발명의 목적은 극미세 나노구조가 형성되어 고감도 광학 바이오센서 등에 활용될 수 있는 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a polymer substrate on which a nanostructure is formed, which can be utilized in a highly sensitive optical biosensor or the like, on which an ultrafine nanostructure is formed.

본 발명의 다른 목적은 상기 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 포함하는 고감도 센서를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a highly sensitive sensor including a polymer substrate on which the nanostructure is formed.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 PFDT 등의 표면코팅 단계 등을 생략할 수 있어 제조공정 단계가 간소화된 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a polymer substrate having a nanostructure formed with a simplified manufacturing process step by omitting a separate surface coating step such as PFDT.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 더욱 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description, claims and drawings.

일 측면에 따르면, 복수의 나노구조체가 형성된 고분자층;을 포함하고, 상기 고분자층은 불소계 고분자로 이루어지고, 상기 나노구조체는 50 내지 2000eV 에너지를 가진 이온빔 처리에 의해 형성된 것인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판이 제공된다. According to one aspect, a polymer layer on which a plurality of nanostructures are formed; wherein the polymer layer is made of a fluorine-based polymer, and the nanostructure is formed by ion beam treatment with an energy of 50 to 2000eV, wherein the nanostructure is formed. A polymer substrate is provided.

일 실시예에 따르면, 상기 불소계 고분자는 PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE, 및 PVF 중 1종 이상으로 이루어질 수 있다. According to one embodiment, the fluorine-based polymer may be made of one or more of PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE, and PVF.

일 실시예에 따르면, 상기 나노구조체의 형태는 주름 형태, 콘 형태, 및 돌기 형태 중 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment, the shape of the nanostructure may be one or more of a wrinkle shape, a cone shape, and a protrusion shape.

일 실시예에 따르면, 상기 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물이 증착된 플라즈모닉층을 더 구비할 수 있다. According to one embodiment, a plasmonic layer in which a metal or metal oxide is deposited on the polymer layer may be further provided.

일 실시예에 따르면, 상기 나노구조체 및 상기 나노구조체에 증착된 금속 또는 금속 산화물의 플라즈모닉층을 포함하는 플라즈모닉 나노구조체가 형성되고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 형태는 돌기 형태 및 구 형태 중 1종 이상일 수 있다.According to an embodiment, a plasmonic nanostructure including the nanostructure and a plasmonic layer of metal or metal oxide deposited on the nanostructure is formed, and the shape of the plasmonic nanostructure is one of a projection shape and a sphere shape. There may be more than one species.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈모닉층의 평균 두께는 100nm 이상 500nm 미만일 수 있다.According to one embodiment, the average thickness of the plasmonic layer may be greater than or equal to 100 nm and less than 500 nm.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름은 50 내지 200nm일 수 있다.According to one embodiment, the average diameter of the plasmonic nanostructures may be 50 to 200 nm.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 간격은 1 내지 30nm일 수 있다.According to one embodiment, the average spacing of the plasmonic nanostructures may be 1 to 30 nm.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 밀도는 10 내지 100개/㎛2일 수 있다.According to one embodiment, the density of the plasmonic nanostructures may be 10 to 100/μm 2 .

다른 측면에 따르면, 본원에 기재된 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 포함하는, 센서가 제공된다. According to another aspect, a sensor including a polymer substrate on which the nanostructure described herein is formed is provided.

일 실시예에 따르면, 상기 센서는 SERS(Surface enhanced Raman scattering)센서, PEF(Plasmon-Enhanced Fluorescence)센서 또는 전기화학센서일 수 있다.According to one embodiment, the sensor may be a surface enhanced Raman scattering (SERS) sensor, a plasmon-enhanced fluorescence (PEF) sensor, or an electrochemical sensor.

또 다른 측면에 따르면, i) 불소계 고분자층에 50 내지 2000eV의 에너지를 가진 이온빔을 처리하여 복수의 나노구조체를 형성하는 단계; 및 ii) 상기 나노구조체가 형성된 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하여 플라즈모닉층을 형성하는 단계;를 포함하는, 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법이 제공된다.According to another aspect, i) forming a plurality of nanostructures by treating the fluorine-based polymer layer with an ion beam having an energy of 50 to 2000 eV; and ii) forming a plasmonic layer by depositing a metal or metal oxide on the polymer layer on which the nanostructures are formed.

일 실시예에 따르면, 단계 i)에서 상기 이온빔 처리시 사용되는 가스는 아르곤 및 산소 중 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the gas used during the ion beam treatment in step i) may include at least one of argon and oxygen.

일 실시예에 따르면, 단계 ii)에서 상기 나노구조체 및 상기 나노구조체에 증착된 금속 또는 금속 산화물의 플라즈모닉층을 포함하는 플라즈모닉 나노구조체가 형성되고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 형태는 돌기 형태 및 구 형태 중 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment, in step ii), a plasmonic nanostructure including the nanostructure and a plasmonic layer of a metal or metal oxide deposited on the nanostructure is formed, and the shape of the plasmonic nanostructure is a projection shape and It may be one or more of spherical shapes.

일 실시예에 따르면, 단계 ii)에서 상기 나노구조체가 형성된 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하여 플라즈모닉층을 형성하는 단계는 스퍼터링 또는 이온빔 보조 스퍼터링으로 형성될 수 있다.According to an embodiment, the step of forming the plasmonic layer by depositing a metal or metal oxide on the polymer layer on which the nanostructure is formed in step ii) may be formed by sputtering or ion beam-assisted sputtering.

일 실시예에 따르면, 상기 단계들은 롤투롤 공정으로 진행될 수 있다.According to one embodiment, the steps may be performed in a roll-to-roll process.

일 실시예에 따르면, 상기 롤투롤 공정의 공정 속도는 0.1 내지 1 mpm일 수 있다.According to one embodiment, the process speed of the roll-to-roll process may be 0.1 to 1 mpm.

일 실시예에 의하면, 불소계 고분자의 낮은 표면에너지 특성을 이용한 이온빔 처리로 극미세 나노구조체가 형성되어 별도의 표면코팅층이 없어도 고감도 광학 바이오센서 등에 활용될 수 있는 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 제공할 수 있다.According to an embodiment, ultrafine nanostructures are formed by ion beam treatment using low surface energy characteristics of fluorine-based polymers to provide a polymer substrate with nanostructures that can be used for high-sensitivity optical biosensors and the like without a separate surface coating layer. there is.

일 실시예에 의하면, 불소계 고분자의 낮은 표면에너지 특성을 이용한 이온빔 처리로 극미세 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 포함하는 고감도 센서를 제공할 수 있다. According to one embodiment, it is possible to provide a highly sensitive sensor including a polymer substrate on which ultra-fine nanostructures are formed by ion beam treatment using low surface energy characteristics of fluorine-based polymers.

일 실시예에 의하면, 불소계 고분자의 낮은 표면에너지 특성을 이용한 이온빔 처리로 극미세 나노구조체가 형성되어 표면코팅층이 없어도 고감도 광학 바이오센서 등에 활용될 수 있는 플라즈모닉 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 효율적으로 제조할 수 있다. According to an embodiment, ultrafine nanostructures are formed by ion beam treatment using low surface energy characteristics of fluorine-based polymers to efficiently manufacture a polymer substrate having plasmonic nanostructures that can be used for high-sensitivity optical biosensors and the like without a surface coating layer. can do.

일 실시예에 의하면, 별도의 표면코팅처리 공정 등이 필요하지 않고, 불소계 고분자에 대한 이온빔 처리단계 및 금속 또는 금속산화물 증착 단계의 2단계만으로 플라즈모닉 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 제조할 수 있어, 제조공정의 간소화를 통한 플라즈모닉 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 생산성을 획기적으로 개선할 수 있다.According to an embodiment, a polymer substrate on which plasmonic nanostructures are formed can be manufactured in only two steps: an ion beam treatment step for a fluorine-based polymer and a metal or metal oxide deposition step, without requiring a separate surface coating treatment process, Productivity of the polymer substrate on which the plasmonic nanostructure is formed can be dramatically improved through the simplification of the manufacturing process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법에서 기판의 표면 형상의 변화를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 PTFE 기판 상에 이온빔 처리 조건을 달리하여 이온빔 처리를 한 후 표면 및 이온빔 처리된 PTFE 기판 상에 Cu를 증착한 후 표면을 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 FEP 기판 상에 이온빔 처리 조건을 달리하여 이온빔 처리를 한 후 표면 및 이온빔 처리된 FEP 기판 상에 Cu를 증착한 후 표면을 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 PFA 기판 상에 이온빔 처리 조건을 달리하여 이온빔 처리를 한 후 표면 및 이온빔 처리된 PFA 기판 상에 Cu를 증착한 후 표면을 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후의 불소계 고분자 표면을 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후 불소계 고분자 표면의 물접촉각을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후 Cu가 증착된 표면을 나타내는 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 나노구조체가 형성된 다양한 불소계 고분자 기판을 포함하는 센서의 SERS 신호를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 PTFE 기판 상에 이온빔 처리 후 다양한 두께의 Ag이 증착된 표면을 나타내는 사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 PTFE 기판 상에 이온빔 처리 후 Ag 증착 후 증착 두께에 따른 나노구조체의 평균 지름 및 나노구조체 간의 평균 거리를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 FEP 기판 상에 이온빔 처리 후 다양한 두께의 Ag이 증착된 표면을 나타내는 사진이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 FEP 기판 상에 이온빔 처리 후 Ag 증착 후 증착 두께에 따른 나노구조체의 평균 지름 및 나노구조체 간의 평균 거리를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 PFA 기판 상에 이온빔 처리 후 다양한 두께의 Ag이 증착된 표면을 나타내는 사진이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 PFA 기판 상에 이온빔 처리 후 Ag 증착 후 증착 두께에 따른 나노구조체의 평균 지름 및 나노구조체 간의 평균 거리를 나타내는 그래프이다.1 is a view schematically showing a polymer substrate on which nanostructures are formed according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a method for manufacturing a polymer substrate having nanostructures according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram schematically showing changes in the surface shape of a substrate in a method for manufacturing a polymer substrate on which nanostructures are formed according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph showing the surface of a PTFE substrate after ion beam treatment under different ion beam treatment conditions and the surface after Cu is deposited on the ion beam treated PTFE substrate according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph showing the surface after ion beam treatment on an FEP substrate according to an embodiment of the present invention under different ion beam treatment conditions and the surface after Cu is deposited on the ion beam treated FEP substrate.
FIG. 6 is a photograph showing a surface after ion beam treatment by varying ion beam treatment conditions on a PFA substrate according to an embodiment of the present invention and a surface after Cu is deposited on the ion beam treated PFA substrate.
7 is a photograph showing the surface of a fluorine-based polymer after ion beam treatment according to the type of gas according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the water contact angle of the surface of the fluorine-based polymer after ion beam treatment according to the type of gas according to an embodiment of the present invention.
9 is a photograph showing a surface on which Cu is deposited after ion beam treatment according to gas types according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing SERS signals of sensors including various fluorine-based polymer substrates on which nanostructures are formed according to an embodiment of the present invention.
11 is a photograph showing a surface on which Ag of various thicknesses is deposited on a PTFE substrate after ion beam treatment according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph showing the average diameter of nanostructures and the average distance between nanostructures according to the deposition thickness after Ag deposition on a PTFE substrate after ion beam treatment according to an embodiment of the present invention.
13 is a photograph showing a surface on which Ag of various thicknesses is deposited after ion beam treatment on a FEP substrate according to an embodiment of the present invention.
14 is a graph showing the average diameter of nanostructures and the average distance between nanostructures according to the deposition thickness after Ag deposition on a FEP substrate after ion beam treatment according to an embodiment of the present invention.
15 is a photograph showing the surface on which Ag of various thicknesses is deposited after ion beam treatment on a PFA substrate according to an embodiment of the present invention.
16 is a graph showing the average diameter of nanostructures and the average distance between nanostructures according to the deposition thickness after Ag deposition after ion beam treatment on a PFA substrate according to an embodiment of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.In this application, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. Also, throughout the specification, "on" means to be located above or below the target part, and does not necessarily mean to be located on the upper side with respect to the direction of gravity.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numerals and overlapping descriptions thereof will be omitted. do.

본 발명의 일 측면에 따라, 복수의 나노구조체가 형성된 고분자층;을 포함하고, 상기 고분자층은 불소계 고분자로 이루어지고, 상기 나노구조체는 50 내지 2000eV 에너지를 가진 이온빔 처리에 의해 형성된 것인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판이 제공된다. According to one aspect of the present invention, a polymer layer in which a plurality of nanostructures are formed; including, wherein the polymer layer is made of a fluorine-based polymer, and the nanostructure is formed by ion beam treatment having an energy of 50 to 2000 eV, nano A polymer substrate on which a structure is formed is provided.

상기 불소계 고분자는 공지의 다양한 불소계 소재로 구성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 불소계 고분자는 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(Fluorinated ethylene propylene, FEP), 퍼플루오로알콕시(Perfluoroalkoxy, PFA), 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(Ethylene tetrafluoroethylene, ETFE), 및 폴리비닐 플로라이드(Polyvinyl fluoride, PVF) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 본원의 나노구조체가 형성된 고분자 기판은, 불소계 고분자를 고분자층으로 함으로써, 불소계 고분자의 낮은 표면에너지 특성을 이용하여 돌기 형태 및 구 형태 중 1종 이상인 금속 또는 금속산화물의 플라즈모닉 나노구조체를 단순한 공정에 의해 용이하게 형성하고, 이를 센서에 활용할 수 있다. The fluorine-based polymer may be composed of various known fluorine-based materials. Although not limited thereto, the fluorine-based polymer is polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorinated ethylene propylene (FEP), perfluoroalkoxy (PFA), polyvinylidene fluoride (Polyvinylidene fluoride (PVDF), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), and polyvinyl fluoride (PVF). The polymer substrate on which the nanostructure of the present application is formed is a plasmonic nanostructure of a metal or metal oxide having at least one type of protrusion or sphere in a simple process by using a fluorine-based polymer as a polymer layer, using the low surface energy characteristics of the fluorine-based polymer. can be easily formed and used for sensors.

상기 나노구조체는 불소계 고분자층을 50 내지 2000eV 에너지를 가진 이온빔 처리에 의해 형성된 것이다. 상기 이온빔의 에너지가 50eV 미만이면 불소계 고분자층에 나노구조체의 형성이 원활하지 않을 수 있고, 상기 이온빔 에너지가 2000eV 초과이면 불소계 고분자층을 포함하는 기판에 비틀림 및 수축 등의 변형이 발생되어 센서의 기판으로 활용될 수 없다.The nanostructure is formed by ion beam treatment of a fluorine-based polymer layer with energy of 50 to 2000 eV. If the energy of the ion beam is less than 50 eV, the formation of nanostructures on the fluorine-based polymer layer may not be smooth, and if the ion beam energy exceeds 2000 eV, deformation such as twisting and contraction occurs in the substrate including the fluorine-based polymer layer, resulting in deformation of the sensor substrate. cannot be used as

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 나노구조체의 형태는 주름 형태, 콘 형태, 및 돌기 형태 중 1종 이상일 수 있다.Although not limited thereto, the shape of the nanostructure may be one or more of a wrinkle shape, a cone shape, and a protrusion shape.

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물이 증착된 플라즈모닉층을 더 구비할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 금속 또는 금속산화물은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 알루미늄(Al) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.Although not limited thereto, a plasmonic layer in which a metal or metal oxide is deposited on the polymer layer may be further provided. Although not limited thereto, the metal or metal oxide may include one or more of copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), and aluminum (Al). .

플라즈모닉(plasmonic)이란 전도도가 높은 금속 물질이 유전 물질과 계면을 형성할 때, 인가된 전기장에 의해 금속 박막 표면의 전자들이 집단적으로 진동하여 경계면을 따라 일정 주기를 가지고 진행하는 것을 의미한다. 금, 은과 같은 금속 플라즈모닉 나노구조는 입사되는 빛(incident light)과 금속 나노구조 내부에 존재하는 자유전자와의 공명현상(localized surface plasmon resonance, LSPR)을 유도하여 입사되는 빛을 금속 플라즈모닉 나노구조의 뾰족한 팁이나 나노구조 사이의 나노갭의 국소 공간에 집중시킬 수 있다. 상기 국소 공간인 국소적 전기장 증강 영역, 즉 핫스팟(hotspots)을 이용하여 고감도 센서에 활용할 수 있다. 예를 들어, 플라즈모닉 핫스팟(plasmonic hotspots)에 흡착된 분자의 라만(Raman) 신호를 106배 이상 증폭하여 극미량의 유해 화학물질이나 질병관련 바이오마커의 검출이 가능한 초고감도 표면증강 라만분광(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)용 기판을 제공할 수 있다. Plasmonic means that when a metal material with high conductivity forms an interface with a dielectric material, electrons on the surface of the metal thin film oscillate collectively by an applied electric field and proceed with a certain period along the interface. Metal plasmonic nanostructures such as gold and silver induce a resonance phenomenon (localized surface plasmon resonance, LSPR) between incident light and free electrons present inside the metal nanostructure, and the incident light is converted into metal plasmonic It can be focused on the sharp tips of nanostructures or local spaces of nanogaps between nanostructures. A high-sensitivity sensor can be utilized by using the local electric field enhancement region, that is, the hotspot, which is the local space. For example, ultra-sensitive surface-enhanced Raman spectroscopy that can detect trace amounts of harmful chemicals or disease-related biomarkers by amplifying the Raman signal of molecules adsorbed to plasmonic hotspots by more than 106 times. A substrate for enhanced Raman spectroscopy (SERS) may be provided.

상기 고분자층에 형성된 나노구조체 상에 증착된 금속 또는 금속 산화물의 형태는 다양한 나노구조체의 형태로 구성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 나노구조체 및 상기 나노구조체에 증착된 금속 또는 금속 산화물의 플라즈모닉층으로 구성되는 플라즈모닉 나노구조체가 형성되고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 형태는 돌기 형태 및 구 형태 중 1종 이상일 수 있다.The form of the metal or metal oxide deposited on the nanostructure formed on the polymer layer may be composed of various types of nanostructures. Although not limited thereto, a plasmonic nanostructure composed of the nanostructure and a plasmonic layer of metal or metal oxide deposited on the nanostructure is formed, and the shape of the plasmonic nanostructure is one of a protrusion shape and a spherical shape. There may be more than one species.

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 플라즈모닉층의 평균 두께는 100nm 이상 500nm 미만일 수 있다. 본원의 나노구조체가 형성된 고분자 기판이 SERS 센서로 적용될 경우, 상기 플라즈모닉층의 평균 두께가 상기 범위를 벗어나면 플라즈모닉 나노구조체의 간격이 너무 멀어져 나노갭(nanogap)이 형성되지 않거나, 플라즈모닉 나노구조체의 간격이 너무 가까워져 나노갭(nanogap)이 형성되지 않을 수 있다. Although not limited thereto, the average thickness of the plasmonic layer may be greater than or equal to 100 nm and less than 500 nm. When the polymer substrate on which the nanostructures of the present application are formed is applied as a SERS sensor, when the average thickness of the plasmonic layer is out of the above range, the spacing of the plasmonic nanostructures is too far to form a nanogap, or a plasmonic nanostructure is not formed. Intervals between the structures may be too close to form a nanogap.

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름은 50 내지 200nm인 것이 국소적 전기장 증강 영역(hotspots)에서의 전기적 신호 증강 및 SERS 신호 증강에 적합할 수 있고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름은 65 내지 190nm인 것이 더 적합할 수 있고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름은 70 내지 190nm인 것이 더욱 적합할 수 있고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름은 80 내지 150nm인 것이 더욱더 적합할 수 있고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름은 90 내지 140nm인 것이 더욱더 적합할 수 있다.Although not limited thereto, an average diameter of 50 to 200 nm of the plasmonic nanostructures may be suitable for electrical signal enhancement and SERS signal enhancement in local electric field enhancement regions (hotspots), and the average diameter of the plasmonic nanostructures The diameter may be more preferably 65 to 190 nm, the average diameter of the plasmonic nanostructures may be more preferably 70 to 190 nm, and the average diameter of the plasmonic nanostructures may be more preferably 80 to 150 nm. It may be more suitable that the average diameter of the plasmonic nanostructure is 90 to 140 nm.

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 간격은 10 내지 30nm인 것이 국소적 전기장 증강 영역(hotspots)에서의 전기적 신호 증강 및 SERS 신호 증강에 적합할 수 있고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 간격이 10 내지 20nm인 것이 더 적합할 수 있다.Although not limited thereto, an average spacing of 10 to 30 nm of the plasmonic nanostructures may be suitable for electrical signal enhancement and SERS signal enhancement in local electric field enhancement regions (hotspots), and the average spacing of the plasmonic nanostructures A spacing of 10 to 20 nm may be more suitable.

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 밀도는 10 내지 100개/㎛2인 것이 국소적 전기장 증강 영역(hotspots)에서의 전기적 신호 증강 및 SERS 신호 증강에 적합할 수 있고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 밀도가 15 내지 65개/㎛2인 것이 더 적합할 수 있고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 밀도가 25 내지 65개/㎛2인 것이 더욱 적합할 수 있고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 밀도가 25 내지 55개/㎛2 인 것이 더욱더 적합할 수 있다. Although not limited thereto, the density of the plasmonic nanostructures is 10 to 100 / μm 2 , which may be suitable for electrical signal enhancement and SERS signal enhancement in local electric field enhancement regions (hotspots), and the plasmonic nanostructures It may be more suitable that the density of the structure is 15 to 65 / μm 2 , and the density of the plasmonic nanostructure may be more suitable to be 25 to 65 / μm 2 , and the density of the plasmonic nanostructure may be more suitable. 25 to 55 pieces/μm 2 may be more suitable.

다른 측면에 따르면, 본원에 기재된 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 포함하는, 센서가 제공된다.According to another aspect, a sensor including a polymer substrate on which the nanostructure described herein is formed is provided.

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 센서는 DNA, 세포, 생체분자, 또는 시약 등을 흡착한 후, 금속 또는 금속산화물 박막의 전기적, 광학적 특성 변화를 이용하여 생체물질을 검출하는 바이오센서일 수 있다. 상기 바이오센서는 전기화학 바이오센서 및 광학 바이오센서 등을 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 광학 바이오센서는 SERS(Surface enhanced Raman scattering) 센서 또는 PEF(Plasmon-Enhanced Fluorescence) 센서일 수 있다.Although not limited thereto, the sensor may be a biosensor that detects a biomaterial by adsorbing DNA, cells, biomolecules, reagents, etc., and then using changes in electrical and optical properties of a metal or metal oxide thin film. The biosensor may include an electrochemical biosensor and an optical biosensor. Although not limited thereto, the optical biosensor may be a surface enhanced Raman scattering (SERS) sensor or a plasmon-enhanced fluorescence (PEF) sensor.

또 다른 측면에 따르면, 불소계 고분자층에 50 내지 2000eV의 에너지를 가진 이온빔을 처리하여 복수의 나노구조체를 형성하는 단계; 및 상기 나노구조체가 형성된 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하여 플라즈모닉층을 형성하는 단계;를 포함하는, 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법이 제공된다.According to another aspect, forming a plurality of nanostructures by treating the fluorine-based polymer layer with an ion beam having an energy of 50 to 2000 eV; And forming a plasmonic layer by depositing a metal or metal oxide on the polymer layer on which the nanostructure is formed; a method for manufacturing a polymer substrate having a nanostructure is provided.

상기 이온빔 처리하는 단계는 불소계 고분자층 표면에 나노구조체를 형성하기 위해 고분자층 표면을 개질하는 단계이다. 이때 이온빔 에너지는 50 내지 2000eV인 것이 고분자층 표면에 나노구조체를 형성하는데 적합할 수 있고, 50 내지 1500eV인 것이 더 적합할 수 있고, 50 내지 1000eV인 것이 더욱더 적합할 수 있고, 50 내지 500eV인 것이 더 적합할 수 있다.The ion beam treatment is a step of modifying the surface of the polymer layer to form a nanostructure on the surface of the fluorine-based polymer layer. At this time, ion beam energy of 50 to 2000 eV may be suitable for forming nanostructures on the surface of the polymer layer, 50 to 1500 eV may be more suitable, 50 to 1000 eV may be more suitable, and 50 to 500 eV may be more suitable. may be more suitable.

이에 한정되는 것은 아니나, 이온빔 에너지는 50eV 미만인 경우, 표면개질 효과가 미흡할 수 있고, 2000eV를 초과하는 경우 불소계 고분자층을 포함하는 기판에 비틀림 및 수축 등의 변형이 발생되어 센서의 기판으로 활용될 수 없다.Although not limited thereto, when the ion beam energy is less than 50 eV, the surface modification effect may be insufficient, and when the ion beam energy exceeds 2000 eV, deformation such as twisting and contraction occurs in the substrate including the fluorine-based polymer layer, which can be used as a sensor substrate. can't

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 이온빔 처리 시 사용되는 가스는 아르곤 및 산소 중 1종 이상을 포함하는 것이 고분자층 표면에 나노구조체를 형성하는데 적합할 수 있다. 또한, 나노구조체 형성과 함께 고분자층 표면의 표면에너지를 낮게 형성함으로써, 별도의 표면처리 없이도 금속 또는 금속산화물의 증착 시 플라즈모닉 나노구조체가 형성되도록 하는 것에 적합할 수 있다.Although not limited thereto, the gas used during the ion beam treatment may include at least one of argon and oxygen suitable for forming nanostructures on the surface of the polymer layer. In addition, by forming a low surface energy of the surface of the polymer layer together with the formation of the nanostructure, it may be suitable for forming a plasmonic nanostructure during deposition of metal or metal oxide without separate surface treatment.

상기 나노구조체가 형성된 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하여 플라즈모닉층을 형성하는 단계는, 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 나노구조체 및 상기 나노구조체에 증착된 금속 또는 금속 산화물의 플라즈모닉층으로 이루어지는 플라즈모닉 나노구조체가 형성될 수 있다. 상기 플라즈모닉 나노구조체의 형태는 돌기 형태 또는 구 형태 중 1종 이상일 수 있다. The step of forming a plasmonic layer by depositing a metal or metal oxide on the polymer layer on which the nanostructure is formed is, but is not limited to, the nanostructure and a plasmonic layer of the metal or metal oxide deposited on the nanostructure. A plasmonic nanostructure consisting of may be formed. The shape of the plasmonic nanostructure may be at least one of a protrusion shape and a spherical shape.

상기 나노구조체가 형성된 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하여 플라즈모닉층을 형성하는 단계는, 금속 또는 금속산화물 입자의 스퍼터링(sputtering), 기화(evaporation), 화학 증기 증착(chemical vapor deposition), 및 원자층 증착(atomic layer deposition)등 다양한 공지 기술을 이용하여 실시할 수 있다.Forming a plasmonic layer by depositing a metal or metal oxide on the polymer layer on which the nanostructure is formed may include sputtering of metal or metal oxide particles, evaporation, chemical vapor deposition, And it can be carried out using various known techniques such as atomic layer deposition.

이에 한정되는 것은 아니나, 스퍼터링 또는 이온빔 보조 스퍼터링으로 형성될 수 있다. 상기 금속 또는 금속산화물은 이온빔 보조 스퍼터링으로 증착될 경우, 플라즈모닉 나노구조체가 돌기 형태 및 구 형태 중 1종 이상으로 형성되는데 더 적합할 수 있다.It is not limited thereto, but may be formed by sputtering or ion beam assisted sputtering. When the metal or metal oxide is deposited by ion beam-assisted sputtering, the plasmonic nanostructure may be more suitable for forming at least one of a protrusion shape and a spherical shape.

상기 고분자층 및 나노구조체 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하면, 초기에는 금속 또는 금속산화물이 균일하게 증착되나, 증착이 진행됨에 따라 상기 나노구조체의 상부에 집중적으로 증착되게 될 수 있다. 상기와 같이 나노구조체의 상부에 집중적으로 증착이 되는 것은 증착이 진행됨에 따라 상기 나노구조체의 상부에 이미 증착된 금속 또는 금속산화물 입자에 의한 음영효과(shadow effect)에 기인한 것이다. 이에 따라 증착 조건을 제어하여 나노갭의 크기를 적절히 조절할 수 있다.When the metal or metal oxide is deposited on the polymer layer and the nanostructure, the metal or metal oxide is uniformly deposited initially, but may be deposited intensively on top of the nanostructure as the deposition progresses. The intensive deposition on the top of the nanostructure as described above is due to the shadow effect of the metal or metal oxide particles already deposited on the top of the nanostructure as the deposition progresses. Accordingly, the size of the nanogap can be appropriately adjusted by controlling the deposition conditions.

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 단계들은 롤투롤 공정으로 진행될 수 있다. 롤투롤 공정을 이용할 경우, 대면적의 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 대량으로 생산할 수 있는 장점이 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 롤투롤 공정의 공정 속도는 0.1 내지 10mpm인 것이 적합할 수 있다.Although not limited thereto, the above steps may be performed in a roll-to-roll process. In the case of using the roll-to-roll process, there is an advantage in that a polymer substrate having a large-area nanostructure can be mass-produced. Although not limited thereto, it may be suitable that the process speed of the roll-to-roll process is 0.1 to 10 mpm.

실시예Example

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예 및 비교예, 이들의 특성 평가 결과를 통해서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples and comparative examples of the present invention, and evaluation results of their characteristics.

1. 이온빔 처리 후 금속이 증착된 플라즈모닉 나노구조체가 형성된 고분자 기판1. Polymer substrate on which metal-deposited plasmonic nanostructures are formed after ion beam treatment

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법에서 기판의 표면 형상의 변화를 개략적으로 나타낸 모식도이다. 3 is a schematic diagram schematically showing changes in the surface shape of a substrate in a method for manufacturing a polymer substrate on which nanostructures are formed according to an embodiment of the present invention.

표 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 형성하기 위한 공정조건을 나타낸 것이다. Table 1 shows process conditions for forming a polymer substrate on which nanostructures are formed according to an embodiment of the present invention.

Figure pat00001
Figure pat00001

아르곤 또는 아르곤과 산소 가스를 이용하여 상기 표 1의 공정조건으로 PTFE, FEP 및 PFA 표면 상에 각각 이온빔 처리를 하였다. 이후 이온빔 보조 스퍼터링을 이용하여 Cu를 증착하였다. Ion beam treatment was performed on the surfaces of PTFE, FEP, and PFA under the process conditions in Table 1 using argon or argon and oxygen gas, respectively. Then, Cu was deposited using ion beam assisted sputtering.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 PTFE 기판 상에 이온빔 처리 조건을 달리하여 이온빔 처리를 한 후 표면 및 이온빔 처리된 PTFE 기판 상에 Cu를 증착한 후 표면을 나타내는 사진이다.4 is a photograph showing the surface of a PTFE substrate after ion beam treatment under different ion beam treatment conditions and the surface after Cu is deposited on the ion beam treated PTFE substrate according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 FEP 기판 상에 이온빔 처리 조건을 달리하여 이온빔 처리를 한 후 표면 및 이온빔 처리된 FEP 기판 상에 Cu를 증착한 후 표면을 나타내는 사진이다.5 is a photograph showing the surface after ion beam treatment on an FEP substrate according to an embodiment of the present invention under different ion beam treatment conditions and the surface after Cu is deposited on the ion beam treated FEP substrate.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 PFA 기판 상에 이온빔 처리 조건을 달리하여 이온빔 처리를 한 후 표면 및 이온빔 처리된 PFA 기판 상에 Cu를 증착한 후 표면을 나타내는 사진이다.FIG. 6 is a photograph showing a surface after ion beam treatment by varying ion beam treatment conditions on a PFA substrate according to an embodiment of the present invention and a surface after Cu is deposited on the ion beam treated PFA substrate.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 불소계 고분자인 PTFE, FEP 및 PFA의 표면 상에 이온빔 처리 후의 표면은 주름 형태, 콘 형태, 및 돌기 형태 중 1종 이상의 나노구조체가 형성되었다. 상기 나노구조체가 형성된 고분자 표면에 이온빔 보조 스퍼터링으로 Cu를 증착한 결과, 돌기 또는 구 형태의 플라즈모닉 나노구조체가 형성되었다. 또한, 각 공정 가스 및 인가 전압을 변화시켜 이온빔 처리한 결과, 각기 다른 형태의 플라즈모닉 나노구조체가 형성됨에 따라, 이온빔 처리 조건을 조절하여 플라즈모닉 나노구조체의 형태를 다르게 형성할 수 있음을 확인하였다. Referring to FIGS. 4 to 6 , on the surfaces of the fluorine-based polymers PTFE, FEP, and PFA after ion beam treatment, at least one type of nanostructure among wrinkles, cones, and protrusions was formed. As a result of depositing Cu by ion beam-assisted sputtering on the surface of the polymer on which the nanostructures were formed, plasmonic nanostructures in the form of protrusions or spheres were formed. In addition, as a result of ion beam treatment by changing each process gas and applied voltage, as plasmonic nanostructures of different shapes were formed, it was confirmed that plasmonic nanostructures could be formed in different shapes by adjusting the ion beam treatment conditions. .

2. 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후 금속이 증착된 나노구조체가 형성된 고분자 기판2. Polymer substrate on which metal-deposited nanostructures are formed after ion beam treatment according to gas type

불소계 고분자인 PTFE, FEP 및 PFA 기판을 준비하여, 각 고분자 기판의 표면 상에 다른 종류의 가스를 이용하면서 하기와 같은 조건으로 이온빔 처리를 진행하여 표면개질층을 형성하고, 표면개질층이 형성된 고분자 기판 표면의 물 접촉각을 측정하였다. 표면개질층의 형성에 사용되는 이온빔의 에너지는 이온빔 양극 전압의 30% - 80% 범위에서 분포하기 때문에 Gaussian 분포의 형태를 일반적으로 가지므로, 300 내지 1000 eV 수준의 에너지를 가진 이온빔을 시편에 조사하기 위해 0.6 에서 1.2 kV 수준의 이온빔 양극전압을 사용하였다.Fluorine-based polymer PTFE, FEP, and PFA substrates are prepared, and ion beam treatment is performed on the surface of each polymer substrate using a different type of gas under the following conditions to form a surface modification layer, and the surface modification layer is formed on the polymer. The water contact angle of the substrate surface was measured. Since the energy of the ion beam used to form the surface modification layer is distributed in the range of 30% - 80% of the ion beam anode voltage, it generally has a Gaussian distribution, so the specimen is irradiated with an ion beam with energy of 300 to 1000 eV. To do this, an ion beam anode voltage of 0.6 to 1.2 kV was used.

1) 아르곤(Ar)1) Argon (Ar)

- 1 kV, 70 mA, 0.6 mpm, 10회, 1.17 kW/mpm- 1 kV, 70 mA, 0.6 mpm, 10 cycles, 1.17 kW/mpm

2) 산소(O2) Oxygen (O 22 ))

- 1 kV, 58 mA, 0.1 mpm, 2회, 1.16 kW/mpm- 1 kV, 58 mA, 0.1 mpm, 2 times, 1.16 kW/mpm

3) 수소(H3) hydrogen (H 22 ))

- 1 kV, 80 mA, 0.1 mpm, 2회, 1.6 kW/mpm- 1 kV, 80 mA, 0.1 mpm, 2 times, 1.6 kW/mpm

4) 아르곤(Ar) 및 수소(H4) Argon (Ar) and hydrogen (H 22 ))

- 아르곤(Ar): 0.6 kV, 26 mA, 0.1 mpm, 2회, 0.31 kW/mpm - Argon (Ar): 0.6 kV, 26 mA, 0.1 mpm, 2 times, 0.31 kW/mpm

- 수소(H2) : 1.2 kV, 80 mA, 0.1 mpm, 2회, 1.92 kW/mpm - Hydrogen (H 2 ): 1.2 kV, 80 mA, 0.1 mpm, 2 times, 1.92 kW/mpm

- 총 2.23 kW/mpm - Total 2.23 kW/mpm

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후의 불소계 고분자 표면을 나타내는 사진이다.7 is a photograph showing the surface of a fluorine-based polymer after ion beam treatment according to the type of gas according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후 불소계 고분자 표면의 물접촉각을 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the water contact angle of the surface of the fluorine-based polymer after ion beam treatment according to the type of gas according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후 Cu가 증착된 표면을 나타내는 사진이다.9 is a photograph showing a surface on which Cu is deposited after ion beam treatment according to gas types according to an embodiment of the present invention.

도 7 내지 9를 참조하면, 이온빔 처리 하지 않은 경우의 PTFE, FEP 및 PFA 의 표면은 나노구조체가 형성되지 않아 구리 증착 후 돌기 또는 구 형태의 플라즈모닉 나노구조체가 형성되지 않았다. 수소 또는 아르곤과 수소 이온빔 처리한 PTFE, FEP 및 PFA의 표면은 나노구조체가 형성되지 않거나, 나노구조체가 형성되었음에도 구리 증착 후 돌기 또는 구 형태의 플라즈모닉 나노구조체가 형성되지 않았다. 이는 PTFE, FEP, 및 PFA의 표면이 수소 또는 아르곤과 수소 이온빔 처리함으로서 높은 표면에너지를 갖게 되었기 때문이다. 반면, 아르곤 또는 산소 이온빔 처리한 PTFE, FEP 및 PFA의 표면은 나노구조체가 형성되어, 구리 증착 후 돌기 또는 구 형태의 플라즈모닉 나노구조체가 형성되었다. 이는 PTFE, FEP 및 PFA의 표면이 아르곤 또는 산소 이온빔 처리함으로서 낮은 표면에너지를 갖게 되었기 때문이다. Referring to FIGS. 7 to 9 , nanostructures were not formed on the surfaces of PTFE, FEP, and PFA when ion beam treatment was not performed, and thus protrusions or spherical plasmonic nanostructures were not formed after copper deposition. On the surfaces of PTFE, FEP, and PFA treated with hydrogen or argon and hydrogen ion beam, nanostructures were not formed, or even though nanostructures were formed, protrusions or spherical plasmonic nanostructures were not formed after copper deposition. This is because the surfaces of PTFE, FEP, and PFA have high surface energy by treating hydrogen or argon with hydrogen ion beam. On the other hand, nanostructures were formed on the surfaces of PTFE, FEP, and PFA treated with argon or oxygen ion beams, and plasmonic nanostructures in the form of projections or spheres were formed after copper deposition. This is because the surfaces of PTFE, FEP, and PFA have low surface energy by argon or oxygen ion beam treatment.

도 8을 참조하면, 아르곤 또는 산소 이온빔 처리된 PTFE, FEP 및 PFA 기판 표면의 물과의 접촉각은 모두 100°이상이고, 수소 이온빔 또는 아르곤과 수소 이온빔 처리된 PTFE, FEP 및 PFA 기판 표면의 물과의 접촉각은 모두 50°이하로 나타났다. 이는 아르곤 이온빔 처리 또는 산소 이온빔 처리된 경우가 물과의 접촉각이 현저히 높음을 알 수 있는 결과이다. 물과의 접촉각이 높다는 것은 표면에너지가 낮다는 것을 의미하며, 이로 인해 이온빔 전처리된 고분자 층의 표면에 금속 또는 금속산화물 증착 시, 돌기 또는 구 형태의 플라즈모닉 나노구조체를 형성하기에 적절함을 나타낸다. Referring to FIG. 8, the contact angles of argon or oxygen ion beam-treated PTFE, FEP, and PFA substrate surfaces with water are all 100° or more, and hydrogen ion beam or argon and hydrogen ion beam-treated PTFE, FEP, and PFA substrate surfaces have water and water contact angles. All of the contact angles were less than 50°. This is a result that can be seen that the contact angle with water is remarkably high in the case of argon ion beam treatment or oxygen ion beam treatment. A high contact angle with water means that the surface energy is low, which indicates that it is suitable for forming plasmonic nanostructures in the form of projections or spheres when depositing metal or metal oxide on the surface of the ion beam pretreated polymer layer. .

이에 따라, 고분자 표면상에 형성된 나노구조체와 낮은 표면에너지로 인해 별다른 표면처리 없이도 돌기 또는 구 형태의 플라즈모닉 나노구조체를 형성할 수 있어, 본원의 나노구조체가 형성된 고분자 기판은 SERS 센서로의 적용이 적합할 수 있음을 확인하였다. Accordingly, due to the nanostructure formed on the surface of the polymer and low surface energy, it is possible to form a protrusion or spherical plasmonic nanostructure without any surface treatment, so that the polymer substrate on which the nanostructure of the present application is formed can be applied to a SERS sensor. It was confirmed that it could be suitable.

3. 이온빔 처리 후 금속이 증착된 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 라만 신호 평가3. Raman signal evaluation of the polymer substrate on which metal-deposited nanostructures are formed after ion beam treatment

아르곤 또는 산소 가스를 이용하여, PTFE, FEP 및 PFA 표면 상에 1kV, 70mA, 0.1mpm, 1회의 조건으로 이온빔 처리를 하였다. 이후 이온빔 보조 스퍼터링을 이용하여 100nm, 300nm 및 500nm 두께로 Ag를 증착한 후, 하기의 조건으로 SERS 신호를 측정하였다.Using argon or oxygen gas, ion beam treatment was performed on the surfaces of PTFE, FEP and PFA under conditions of 1 kV, 70 mA, 0.1 mpm, once. Thereafter, Ag was deposited to a thickness of 100 nm, 300 nm, and 500 nm using ion beam-assisted sputtering, and then the SERS signal was measured under the following conditions.

- 3μM R6G 1μL Drop and Dry- 3μM R6G 1μL Drop and Dry

- Laser Wavelength : 785 nm- Laser Wavelength : 785 nm

- Exposure Time : 1 sec - Exposure Time : 1 sec

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 나노구조체가 형성된 다양한 불소계 고분자 기판을 포함하는 센서의 SERS 신호를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing SERS signals of sensors including various fluorine-based polymer substrates on which nanostructures are formed according to an embodiment of the present invention.

표 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 SERS 신호 증폭률을 나타내는 표이다.Table 2 is a table showing the SERS signal amplification rate of the polymer substrate on which the nanostructure is formed according to an embodiment of the present invention.

Figure pat00002
Figure pat00002

이온빔 처리 없이 300nm 두께의 Ag를 증착한 PTFE, FEP 및 PFA의 SERS 신호를 기준으로 하여, 아르곤 또는 산소 이온빔 처리 후 100nm, 300nm 및 500nm의 Ag를 증착하였을 때의 SERS 신호의 신호 증폭률을 표 2에 나타내었다. Based on the SERS signals of PTFE, FEP, and PFA deposited with 300 nm thick Ag without ion beam treatment, the signal amplification of the SERS signal when Ag of 100 nm, 300 nm, and 500 nm was deposited after argon or oxygen ion beam treatment is shown in Table 2. showed up

PTFE의 경우, 이온빔 처리 후 증착한 Ag의 두께가 100nm, 300nm, 500nm의 순으로 높은 신호 증폭률을 보였다. 특히, 산소 이온빔 처리 후 증착한 Ag의 두께가 100nm의 경우 가장 높은 신호 증폭률을 보였다.In the case of PTFE, the thickness of Ag deposited after ion beam treatment showed high signal amplification in the order of 100 nm, 300 nm, and 500 nm. In particular, the highest signal amplification rate was shown when the Ag thickness deposited after the oxygen ion beam treatment was 100 nm.

FEP의 경우, 이온빔 처리 후 증착한 Ag의 두께가 300nm, 100nm, 500nm의 순으로 높은 신호 증폭률을 보였다. 특히, 산소 이온빔 처리 후 증착한 Ag의 두께가 300nm의 경우 가장 높은 신호 증폭률을 보였으며, PTFE 및 PFA에 비하여 현저히 높은 신호 증폭률을 보였다.In the case of FEP, the thickness of deposited Ag after ion beam treatment showed high signal amplification in the order of 300 nm, 100 nm, and 500 nm. In particular, when the Ag thickness deposited after the oxygen ion beam treatment was 300 nm, the signal amplification rate was the highest, and the signal amplification rate was significantly higher than that of PTFE and PFA.

FEP의 경우, 이온빔 처리 후 증착한 Ag의 두께가 300nm, 100nm, 500nm의 순으로 높은 신호 증폭률을 보였다. 특히, 산소 이온빔 처리 후 증착한 Ag의 두께가 300nm의 경우 가장 높은 신호 증폭률을 보였다.In the case of FEP, the thickness of deposited Ag after ion beam treatment showed high signal amplification in the order of 300 nm, 100 nm, and 500 nm. In particular, the highest signal amplification rate was shown when the thickness of Ag deposited after the oxygen ion beam treatment was 300 nm.

4. 이온빔 처리 후 금속이 증착된 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 플라즈모닉 나노구조체 분석4. Analysis of plasmonic nanostructures of polymer substrates on which metal-deposited nanostructures are formed after ion beam treatment

아르곤 또는 산소 가스를 이용하여, PTFE, FEP 및 PFA 표면 상에 동일한 조건으로 이온빔 처리를 하였다. 이후 이온빔 보조 스퍼터링을 이용하여 Ag를 증착하였다. Ag 플라즈모닉 나노구조체의 형태 및 평균 지름, 나노구조체 간의 평균 거리를 측정하기 위해, FE-SEM 이미지를 이용하여 SPIP analysis를 진행하였다.Ion beam treatment was performed on the surfaces of PTFE, FEP and PFA under the same conditions using argon or oxygen gas. Then, Ag was deposited using ion beam assisted sputtering. In order to measure the shape and average diameter of Ag plasmonic nanostructures and the average distance between nanostructures, SPIP analysis was performed using FE-SEM images.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 PTFE 기판 상에 이온빔 처리 후 다양한 두께의 Ag이 증착된 표면을 나타내는 사진이다.11 is a photograph showing a surface on which Ag of various thicknesses is deposited on a PTFE substrate after ion beam treatment according to an embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 PTFE 기판 상에 이온빔 처리 후 Ag 증착 후 증착 두께에 따른 플라즈모닉 나노구조체의 지름 및 플라즈모닉 나노구조체 간의 평균 거리를 나타내는 그래프이다.12 is a graph showing the diameter of plasmonic nanostructures and the average distance between plasmonic nanostructures according to the deposition thickness after Ag deposition on a PTFE substrate after ion beam treatment according to an embodiment of the present invention.

표 3는 PTFE 상에 이온빔 처리 및 Ag 증착 후 형성된 Ag 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름, 플라즈모닉 나노구조체 간의 평균 거리, 평균 간격 및 플라즈모닉 나노구조체의 밀도를 나타내었다. 플라즈모닉 나노구조체간의 평균 간격은 플라즈모닉 나노구조체 간의 평균 거리에서 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름을 뺀 값이다.Table 3 shows the average diameter of the Ag plasmonic nanostructures formed after ion beam treatment and Ag deposition on PTFE, the average distance between the plasmonic nanostructures, the average spacing, and the density of the plasmonic nanostructures. The average distance between the plasmonic nanostructures is a value obtained by subtracting the average diameter of the plasmonic nanostructures from the average distance between the plasmonic nanostructures.

Figure pat00003
Figure pat00003

도 11과 도 12 및 표 3을 참조하면, Ag의 증착 두께가 100nm일 경우, Ag 플라즈모닉 나노구조체의 밀도가 58.8개/㎛2으로 가장 높았으나 나노구조체간 평균 간격이 25.2nm로 가장 넓게 나타났다. 반면 Ag의 증착 두께가 500nm일 경우, 중첩된 Ag 플라즈모닉 나노구조체가 많이 생성되어 밀도는 17.0개/㎛2으로 가장 낮고 플라즈모닉 나노구조체 간 평균 간격은 -3.0nm으로 나타났다.Referring to FIGS. 11, 12, and Table 3, when the Ag deposition thickness is 100 nm, the density of Ag plasmonic nanostructures is the highest at 58.8/μm 2 , but the average spacing between nanostructures is the widest at 25.2 nm. . On the other hand, when the deposition thickness of Ag was 500 nm, many overlapping Ag plasmonic nanostructures were generated, and the density was the lowest at 17.0/μm 2 , and the average spacing between the plasmonic nanostructures was -3.0 nm.

Ag의 증착 두께가 300nm일 경우, Ag 플라즈모닉 나노구조체의 밀도는 26.7개/㎛2 이고, 플라즈모닉 나노구조체간 평균 간격은 14.0nm로 나타나, 그 값이 가장 적절하여 핫스팟의 밀도 및 신호 증강값이 가장 높을 것임을 기대할 수 있다. When the deposition thickness of Ag is 300 nm, the density of Ag plasmonic nanostructures is 26.7 pieces/㎛ 2 , and the average spacing between plasmonic nanostructures is 14.0 nm, which is the most suitable value for the density and signal enhancement of the hot spot. can be expected to be the highest.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 FEP 기판 상에 이온빔 처리 후 다양한 두께의 Ag이 증착된 표면을 나타내는 사진이다.13 is a photograph showing a surface on which Ag of various thicknesses is deposited after ion beam treatment on a FEP substrate according to an embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 FEP 기판 상에 이온빔 처리 후 Ag 증착 후 증착 두께에 따른 나노구조체의 지름 및 나노구조체 간의 평균 거리를 나타내는 그래프이다.14 is a graph showing the diameter of nanostructures and the average distance between nanostructures according to the deposition thickness after Ag deposition on a FEP substrate after ion beam treatment according to an embodiment of the present invention.

표 4는 FEP 상에 이온빔 처리 및 Ag 증착 후 형성된 Ag 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름, 플라즈모닉 나노구조체 간의 평균 거리, 평균 간격 및 플라즈모닉 나노구조체의 밀도를 나타내었다. 플라즈모닉 나노구조체간의 평균 간격은 플라즈모닉 나노구조체 간의 평균 거리에서 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름을 뺀 값이다.Table 4 shows the average diameter of the Ag plasmonic nanostructures formed after ion beam treatment and Ag deposition on the FEP, the average distance between the plasmonic nanostructures, the average spacing, and the density of the plasmonic nanostructures. The average distance between the plasmonic nanostructures is a value obtained by subtracting the average diameter of the plasmonic nanostructures from the average distance between the plasmonic nanostructures.

Figure pat00004
Figure pat00004

도 13과 14 및 표 4를 참조하면, Ag의 증착 두께가 100nm일 경우, Ag 플라즈모닉 나노구조체의 밀도가 53.0개/㎛2으로 가장 높았으나 플라즈모닉 나노구조체간 평균 간격이 20.7nm로 가장 넓게 나타났다. 반면 Ag의 증착 두께가 500nm일 경우, 중첩된 Ag 플라즈모닉 나노구조체가 많이 생성되어 밀도는 19.9개/㎛2으로 가장 낮고 플라즈모닉 나노구조체간 평균 간격은 -9.0nm으로 나타났다.Referring to FIGS. 13 and 14 and Table 4, when the deposition thickness of Ag is 100 nm, the density of Ag plasmonic nanostructures is the highest at 53.0/μm 2 , but the average spacing between the plasmonic nanostructures is the widest at 20.7 nm. appear. On the other hand, when the deposition thickness of Ag was 500 nm, many overlapping Ag plasmonic nanostructures were generated, and the density was the lowest at 19.9/㎛ 2 , and the average spacing between the plasmonic nanostructures was -9.0 nm.

Ag의 증착 두께가 300nm일 경우, Ag 플라즈모닉 나노구조체의 밀도는 38.4개/㎛2 이고, 플라즈모닉 나노구조체간 평균 간격은 14.6nm로 나타나, 그 값이 가장 적절하여 핫스팟의 밀도 및 신호 증강값이 가장 높을 것임을 기대할 수 있다. When the deposition thickness of Ag is 300 nm, the density of Ag plasmonic nanostructures is 38.4 pieces/㎛ 2 , and the average spacing between plasmonic nanostructures is 14.6 nm, which is the most suitable value for the density and signal enhancement of the hot spot. can be expected to be the highest.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 PFA 기판 상에 이온빔 처리 후 다양한 두께의 Ag이 증착된 표면을 나타내는 사진이다.15 is a photograph showing the surface on which Ag of various thicknesses is deposited after ion beam treatment on a PFA substrate according to an embodiment of the present invention.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 PFA 기판 상에 이온빔 처리 후 Ag 증착 후 증착 두께에 따른 나노구조체의 지름 및 나노구조체 간의 평균 거리를 나타내는 그래프이다.16 is a graph showing the diameter of nanostructures and the average distance between nanostructures according to the deposition thickness after Ag deposition after ion beam treatment on a PFA substrate according to an embodiment of the present invention.

표 5는 PFA 상에 이온빔 처리 및 Ag 증착 후 형성된 Ag 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름, 플라즈모닉 나노구조체 간의 평균 거리, 평균 간격 및 플라즈모닉 나노구조체의 밀도를 나타내었다. 플라즈모닉 나노구조체간의 평균 간격은 플라즈모닉 나노구조체 간의 평균 거리에서 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름을 뺀 값이다.Table 5 shows the average diameter of Ag plasmonic nanostructures formed after ion beam treatment and Ag deposition on PFA, the average distance between plasmonic nanostructures, the average spacing, and the density of plasmonic nanostructures. The average distance between the plasmonic nanostructures is a value obtained by subtracting the average diameter of the plasmonic nanostructures from the average distance between the plasmonic nanostructures.

Figure pat00005
Figure pat00005

도 15와 16 및 표 5를 참조하면, Ag의 증착 두께가 100nm일 경우, Ag 플라즈모닉 나노구조체의 밀도가 60.3개/㎛2로 가장 높았으나 플라즈모닉 나노구조체간 평균 간격이 18.9nm로 가장 넓게 나타났다. 반면 Ag의 증착 두께가 500nm일 경우, 중첩된 Ag 플라즈모닉 나노구조체가 많이 생성되어 밀도는 19.4개/㎛2로 가장 낮고 플라즈모닉 나노구조체간 평균 간격은 -1.4nm으로 나타났다.Referring to FIGS. 15 and 16 and Table 5, when the deposition thickness of Ag is 100 nm, the density of Ag plasmonic nanostructures is the highest at 60.3/μm 2 , but the average spacing between the plasmonic nanostructures is the widest at 18.9 nm. appear. On the other hand, when the deposition thickness of Ag is 500 nm, many overlapping Ag plasmonic nanostructures are generated, and the density is the lowest at 19.4/μm 2 , and the average spacing between the plasmonic nanostructures is -1.4 nm.

Ag의 증착 두께가 300nm일 경우, Ag 플라즈모닉 나노구조체의 밀도는 26.3개/㎛2 이고, 플라즈모닉 나노구조체간 평균 간격은 12.2nm로 나타나, 그 값이 가장 적절하여 핫스팟의 밀도 및 신호 증강값이 가장 높을 것임을 기대할 수 있다. When the deposition thickness of Ag is 300 nm, the density of Ag plasmonic nanostructures is 26.3 pieces/μm 2 , and the average spacing between plasmonic nanostructures is 12.2 nm, which is the most suitable value for the density and signal enhancement of the hot spot. can be expected to be the highest.

결과적으로, 본 발명에 의한 나노구조체가 형성된 고분자 기판은, 불소계 고분자 기판 상에 적절한 조건으로 이온빔 처리하여 나노구조체를 형성하고, 나노구조체가 형성된 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하여 금속 또는 금속산화물의 플라즈모닉 나노구조체를 형성하고, 상기 플라즈모닉 나노구조체를 이용하여 효과적으로 신호 증폭할 수 있는 SERS 센서를 포함하는 고감도의 센서로 활용할 수 있음을 확인하였다. As a result, the polymer substrate on which the nanostructure is formed according to the present invention is formed by ion beam treatment on a fluorine-based polymer substrate under appropriate conditions to form a nanostructure, and depositing a metal or metal oxide on the nanostructure formed to form a metal or metal oxide. It was confirmed that a plasmonic nanostructure can be formed and used as a highly sensitive sensor including a SERS sensor that can effectively amplify a signal using the plasmonic nanostructure.

10 : 고분자층
12 : 나노구조체
20 : 플라즈모닉층10: polymer layer
12: nanostructure
20: plasmonic layer

Claims (17)

복수의 나노구조체가 형성된 고분자층;을 포함하고,
상기 고분자층은 불소계 고분자로 이루어지고,
상기 나노구조체는 50 내지 2000eV 에너지를 가진 이온빔 처리에 의해 형성된 것인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판.Including; a polymer layer in which a plurality of nanostructures are formed;
The polymer layer is made of a fluorine-based polymer,
The nanostructure is formed by ion beam treatment with 50 to 2000eV energy, the polymer substrate on which the nanostructure is formed. 제1항에 있어서,
상기 불소계 고분자는 PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE, 및 PVF 중 1종 이상으로 이루어진, 나노구조체가 형성된 고분자 기판.According to claim 1,
The fluorine-based polymer is made of one or more of PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE, and PVF, a polymer substrate on which a nanostructure is formed. 제1항에 있어서,
상기 나노구조체의 형태는 주름 형태, 콘 형태, 및 돌기 형태 중 1종 이상인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판.According to claim 1,
The shape of the nanostructure is at least one of a wrinkle shape, a cone shape, and a protrusion shape, a polymer substrate on which a nanostructure is formed. 제1항에 있어서,
상기 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물이 증착된 플라즈모닉층을 더 구비하는, 나노구조체가 형성된 고분자 기판.According to claim 1,
Further comprising a plasmonic layer in which a metal or metal oxide is deposited on the polymer layer, the polymer substrate on which the nanostructure is formed. 제4항에 있어서,
상기 나노구조체 및 상기 나노구조체에 증착된 금속 또는 금속 산화물의 플라즈모닉층을 포함하는 플라즈모닉 나노구조체를 형성되고, 상기 플라즈모닉 나노구조체의 형태는 돌기 형태 및 구 형태 중 1종 이상인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판.According to claim 4,
A plasmonic nanostructure including the nanostructure and a plasmonic layer of a metal or metal oxide deposited on the nanostructure is formed, and the shape of the plasmonic nanostructure is at least one of a projection shape and a spherical shape. Formed polymer substrate. 제4항에 있어서,
상기 플라즈모닉층의 평균 두께는 100nm 이상 500nm 미만인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판.According to claim 4,
The average thickness of the plasmonic layer is 100 nm or more and less than 500 nm, a polymer substrate on which a nanostructure is formed. 제5항에 있어서,
상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 지름은 50 내지 200nm인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판.According to claim 5,
The average diameter of the plasmonic nanostructure is 50 to 200nm, the polymer substrate on which the nanostructure is formed. 제5항에 있어서,
상기 플라즈모닉 나노구조체의 평균 간격은 1 내지 30nm인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판.According to claim 5,
The average spacing of the plasmonic nanostructure is 1 to 30nm, the polymer substrate on which the nanostructure is formed. 제5항에 있어서,
상기 플라즈모닉 나노구조체의 밀도는 10 내지 100개/㎛2인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판.According to claim 5,
The density of the plasmonic nanostructure is 10 to 100 / ㎛ 2 , the polymer substrate on which the nanostructure is formed. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 나노구조체가 형성된 고분자 기판을 포함하는, 센서.A sensor comprising a polymer substrate on which the nanostructure according to any one of claims 1 to 9 is formed. 제10항에 있어서,
SERS(Surface enhanced Raman scattering)센서, PEF(Plasmon-Enhanced Fluorescence)센서 또는 전기화학센서인, 센서.According to claim 10,
A sensor that is a surface enhanced Raman scattering (SERS) sensor, a plasmon-enhanced fluorescence (PEF) sensor, or an electrochemical sensor. 불소계 고분자층에 50 내지 2000eV의 에너지를 가진 이온빔을 처리하여 복수의 나노구조체를 형성하는 단계; 및
상기 나노구조체가 형성된 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하여 플라즈모닉층을 형성하는 단계;를 포함하는, 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법. forming a plurality of nanostructures by treating the fluorine-based polymer layer with an ion beam having an energy of 50 to 2000 eV; and
Forming a plasmonic layer by depositing a metal or metal oxide on the polymer layer on which the nanostructure is formed; a method of manufacturing a polymer substrate on which the nanostructure is formed. 제12항에 있어서,
상기 이온빔 처리시 사용되는 가스는 아르곤 및 산소 중 1종 이상을 포함하는, 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법.According to claim 12,
The method of manufacturing a polymer substrate on which nanostructures are formed, wherein the gas used during the ion beam treatment includes at least one of argon and oxygen. 제12항에 있어서,
상기 나노구조체 및 상기 나노구조체에 증착된 금속 또는 금속 산화물의 플라즈모닉층을 포함하는 플라즈모닉 나노구조체가 형성되고, 상기 플라즈모닉 구조체의 형태는 돌기 형태 및 구 형태 중 1종 이상인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법.According to claim 12,
A plasmonic nanostructure including the nanostructure and a plasmonic layer of metal or metal oxide deposited on the nanostructure is formed, and the shape of the plasmonic structure is at least one of a protrusion shape and a spherical shape. Method for manufacturing a polymer substrate. 제12항에 있어서,
상기 나노구조체가 형성된 고분자층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하는 단계는 스퍼터링 또는 이온빔 보조 스퍼터링으로 형성되는, 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법.According to claim 12,
The step of depositing a metal or metal oxide on the polymer layer on which the nanostructure is formed is formed by sputtering or ion beam assisted sputtering, a method of manufacturing a polymer substrate having a nanostructure. 제12항에 있어서,
상기 단계들은 롤투롤 공정으로 진행되는, 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법.According to claim 12,
The above steps are carried out in a roll-to-roll process, a method of manufacturing a polymer substrate having a nanostructure formed thereon. 제16항에 있어서,
상기 롤투롤 공정의 공정 속도는 0.1 내지 10 mpm인, 나노구조체가 형성된 고분자 기판의 제조방법.According to claim 16,
The process speed of the roll-to-roll process is 0.1 to 10 mpm, a method of manufacturing a polymer substrate on which a nanostructure is formed.
KR1020210176622A 2021-12-10 2021-12-10 Polymer substrate with nanostructures and sensor including the same KR20230088572A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210176622A KR20230088572A (en) 2021-12-10 2021-12-10 Polymer substrate with nanostructures and sensor including the same
PCT/KR2022/016590 WO2023106624A1 (en) 2021-12-10 2022-10-27 Polymer substrate on which nanostructures are formed and sensor comprising same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210176622A KR20230088572A (en) 2021-12-10 2021-12-10 Polymer substrate with nanostructures and sensor including the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230088572A true KR20230088572A (en) 2023-06-20

Family

ID=86730775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210176622A KR20230088572A (en) 2021-12-10 2021-12-10 Polymer substrate with nanostructures and sensor including the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230088572A (en)
WO (1) WO2023106624A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100391778B1 (en) * 2001-01-05 2003-07-22 한국과학기술연구원 Method of improving adhesion between polymer surface and plating metal
KR20040026733A (en) * 2002-09-25 2004-04-01 주식회사 피앤아이 Method and Apparatus for Formation of Thick Layer on the Surface Modified Substrate
KR101185835B1 (en) * 2010-09-03 2012-10-02 한국수력원자력 주식회사 A surface modification method of fluoropolymers by electron beam irradiation and the fabrication of superhydrophobic surfaces using the same
KR101976564B1 (en) * 2017-09-13 2019-05-10 한국기계연구원 Polymer having nano wrinkle structures and method for manufacturing thereof using a ion beam

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023106624A1 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101448111B1 (en) A substrate for surface-enhanced Raman scattering spectroscopy and a preparing method thereof
US20220018768A1 (en) Method for manufacturing nanoparticle array, surface plasmon resonance-based sensor and method for analyzing using same
CN111175284B (en) Preparation method of surface enhanced Raman substrate with layered micro/nano structure
KR101639686B1 (en) substrate which have multiple nano-gaps and fabricating method for the same
CN106353296B (en) Method for preparing high-uniformity surface-enhanced Raman active substrate
CN108872192B (en) SERS unit and SERS system
Ananthoju et al. Controlled Electrodeposition of Gold on Graphene: Maximization of the Defect‐Enhanced Raman Scattering Response
Jeong et al. Hollow porous gold nanoshells with controlled nanojunctions for highly tunable plasmon resonances and intense field enhancements for surface-enhanced Raman scattering
Badshah et al. Enhancing the sensitivity of DNA microarrays by metal-enhanced fluorescence using vertical nanorod structures
CN111175285B (en) Surface enhanced Raman substrate with layered micro/nano structure and detection method thereof
KR102246480B1 (en) Substrate comprising plasmonic continuous film with curved surface and manufacturing method thereof
KR102274582B1 (en) Structure and manufacturing method for substrate of surface enhanced raman scattering with partial hydrophilic
Fang et al. Femtosecond laser structuring for flexible surface-enhanced Raman spectroscopy substrates
KR20190102914A (en) Method for Fabricating Large-scale Plasmonic Substrate Having High-density Close-packed Gold Nanoparticles Assembled on Metal Film and Plasmonic Substrate Fabricated Thereby
CN109115746B (en) Surface-enhanced Raman active substrate and preparation method thereof
KR20180000612A (en) three-dimentional composite structure, manufacturing method thereof and SERS substrate comprising thereof
KR20230088572A (en) Polymer substrate with nanostructures and sensor including the same
KR101776103B1 (en) A SERS substrate using synthetic resin material and a method for manufacturing the same
KR101976564B1 (en) Polymer having nano wrinkle structures and method for manufacturing thereof using a ion beam
KR101639684B1 (en) adjusted nano-gap substrate and fabricating method for the same
KR101930514B1 (en) Method of manufacturing substrate for sers using anodic aluminum oxidation and substrate for sers manufactured thereby
Grochowska et al. Properties of thermally dewetted thin Au films on ITO-coated glass for biosensing applications
KR102158781B1 (en) Inverse porous deposited film, method for manufacturing thereof, and substrate for surface enhanced raman scattering comprising the same
US20230396034A1 (en) Sers substrates made from flexible polymer film and method of making same
US11824128B2 (en) Photocurrent-generating electrode