[논문]금 미세 입자에 의한 그래핀 광학 특성 변화

박병호; 임주환; 전성찬

doi:10.9797/tsiss.2013.9.1.1

금 미세 입자에 의한 그래핀 광학 특성 변화
Gold Nanoparticle Optical Effect on Graphene 원문보기

정보저장시스템학회논문집 = Transactions of the society of information storage systems, v.9 no.1, 2013년, pp.1 - 4

박병호 (Department of Mechanical Engineering,Yonsei Univ.) , 임주환 (Department of Mechanical Engineering,Yonsei Univ.) , 전성찬 (Department of Mechanical Engineering,Yonsei Univ.)

Abstract ▼ AI-Helper

Graphene and Graphene oxide have intense interest in fields such as physics, chemistry, and materials science, among others. They are the promising material for solving the current limitation that organics have barely luminescence. We observed variation of photoluminescence on graphene oxide based solution with Gold nanoparticle. Gold nanoparticles lead to shift the peak wavelength of graphene oxide and to enhance the photoluminescence intensity totally. This shows the possibility that control the luminescence property of graphene oxide by adding gold nanoparticle.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그리고 현재까지 다양한 외부 요인을 통해 그래핀의 광발광 특성의 변화를 보는 것은 활발히 연구되어 왔다. [11-13] 그리하여 본 연구에서는 광발광 특성분석에서 보여주는 산화 그래핀의 에너지 대구조를 확인하고, 금 미세입자와의 혼합을 통한 광발광 특성 변화를 규명하였다.
90 도로 꺾인 이유는 시료에 들어가는 빛이 방출되는 빛과 섞여서 간섭 현상을 일으키는 것을 방지하기 위해서이다. 관측 파장대역은 300nm 에서 800nm 으로 가시광선 영역에서의 물질에서 방출되는 빛에 어떠한 변화를 보여주는지 관찰하였다. 광학적특성으로 볼 수 있는 광 발광 세기 최대점과 그 근처 파장 대역을 포착하여 어떤 에너지 구조적 특성을 갖는지 분석하였다.
관측 파장대역은 300nm 에서 800nm 으로 가시광선 영역에서의 물질에서 방출되는 빛에 어떠한 변화를 보여주는지 관찰하였다. 광학적특성으로 볼 수 있는 광 발광 세기 최대점과 그 근처 파장 대역을 포착하여 어떤 에너지 구조적 특성을 갖는지 분석하였다.

제안 방법

산화 그래핀은 필요에 따라 다양한 후처리(열처리, 화학처리) 방법에 의해 비교적 간편하게 환원시켜 제거할 수 있다[7]. 두 가지 그래핀 수득 방법 중본 연구에서는 장단점을 고려하여 산화그래핀을 환원시킨 그래핀을 이용하여 연구를 진행하였다.
우리는 산화 그래핀에서 금과의 화학적 결합 없이 물리적으로 접촉만 가능한 상태에서도 α1 에서 α2 로의 광 발광 특성 변화를 관찰하였다.

대상 데이터

본 연구에서 사용된 시료는 2 가지로 산화 그래핀 분산용액과 금 미세입자 분산 용액이다 (Fig. 1-(a)).
실험을 위해 LS 45 Luminescence Spectrometer(Perkin elmer)가 사용되었고, 액상 시료 측정을 위한 셀 안에 산화 그래핀, 산화 그래핀과 금 미세 입자 혼합용액을 넣어 실험을 수행 하였다(Fig. 1-(c)).

이론/모형

산화 그래핀은 Modified Hummer’s method 를 통하여 합성되었다.

후속연구

이러한 현상은 전기장에 의한 발광, 음극선 발광, X 선 발광 등 다양한 응용이 가능하다. 이 현상을 이용해 발광중심의 성질과 발광과정의 기초에 대한 연구를 수행하는 것이 가능하며, 물질의 에너지밴드 구조나 불순물의 전자상태를 알기 위한 연구에 활용할 있다. [8-10]여기 과정을 통해 물질의 고유 광 흡수도를 관찰 가능하며, 이에 따른 전자와 정공의 생성, 불순물이 흡수하는 전이 정도의 차이 등을 관찰할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	그래핀은 무엇인가?	그래핀은 탄소원자가 π-π결합을 통해 육각구조로 배열된 2 차원 평면 구조체*를 지칭한다. 이 구조에 의해서 그래핀은 금속과 비교해도 손색없을 만큼의 높은 전도성을 갖는다.
	그래핀을 화학적 방법으로 박리하여 산화그래핀 형태로 그래핀을 얻어내는 방법의 장점은 무엇인가?	하지만 화학증기증착법으로 형성한 그래핀 층은 연구에 활용하기 위해서 별도의 기판 및 지지체로 옮기는 과정이 요구되며, 이 과정에서 폴리머 코팅으로 인한 오염이 발생하거나 기판 위에서 주름이 생길 가능성을 지닌다. 그래핀을 화학적 방법으로 박리하여 산화그래핀 형태로 그래핀을 얻어내는 방법은 그래핀의 위치를 의도한 지점에 위치시키는 것이 용이하고, 오염원에 노출될 가능성이 적으며, 생성법에 따라 그래핀의 물리적 구조를 조절할 수 있다는 장점을 지닌다. 단, 이 방법은 산소와 그래핀의 결합에 의해 산화 그래핀이 생성되는 단점을 갖는다[6].
	광발광으로 인해 어떤 분야에서 응용이 가능한가?	다시 말해 광자를 통하여 공급된 에너지가 전자를 전도대로 위치시키는데 쓰이고, 이 전자가 다시 가전자대로 떨어지면서 발생되는 에너지가 빛의 방출로 이어지는 것이다. 이러한 현상은 전기장에 의한 발광, 음극선 발광, X 선 발광 등 다양한 응용이 가능하다. 이 현상을 이용해 발광중심의 성질과 발광과정의 기초에 대한 연구를 수행하는 것이 가능하며, 물질의 에너지밴드 구조나 불순물의 전자상태를 알기 위한 연구에 활용할 있다.

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