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문제 정의
- 본 연구에서는 SPR 센서의 금속 표면에 전압이 가해졌을 때의 SPR 각의 변화에 대해 알아보고자 하였다. 금속 표면의 전위는 표면 전하를 여기 시키고 이는 금속 표면의 굴절률을 변화시켜서, 결과적으로 SPR 각을 바꾸게 한다.
- 따라서 금 양단의 전체 전압(Va)은 두 개의 금-용액간의 EDL 축전기(CEDL)에 거의 똑같이 분배(Va/2) 됨을 알 수 있다. 본 연구에서는 주로 SPR 이 일어나는 금속 면에 양의 전압을 걸어줬을 때의 해석을 하였다. 수용액으로는 일반적인 바이오 센싱 실험을 할 때 쓰는 완충용액(buffer solution)으로써 삼전순약공업(주)의 완충용액을 사용하였다[11].
- 본 연구에서는 SPR 센서에서, 금속의 전위에 따른 금속 표면전하와 SPR 각도와의 상관관계에 대해서 조사하였다. 다양한 산도의 용액에 대해 금속 표면전하와 SPR 각 간의 관계는 일정함을 처음으로 확인 하였다.
가설 설정
- The equivalent circuit is depicted. (c) When we apply step-function-like voltage, the transient responses of current are like these. (d) By integrating the transient response of current except constant current component, surface charge (Qs) and surface charge density (σs) can be obtained.
- 먼저 기존모델이 최소 극점을 갖는 이유는 SCL의 두께를 1 Å으로 일정하다고 가정했기 때문이다.
- 이는 기존의 SCL 모델에서 실험에 맞는 부분만 취하고 어긋나는 부분만 최소한으로 수정, 보완한 모델 이다. 선형구간에서는 EDL 축전기에 쌓이는 전하가 일정한 두께의 SCL이 아닌 점점 두꺼워지는 SCL에 쌓인다고 가정하고, 비선형구간에서는 금속표면의 화학반응으로 산화막이 형성되고, 여기에 표면전하가 추가로 쌓인다고 가정하면, 이렇게 수정된 모델은 이 두 가지 측면을 모두 반영하여 전체 실험 결과를 모두 설명할 수 있었다. 이 연구는 향후 SPR 센서의 다양한 응용 및 금속 표면 반응과 금속 박막의 광학적 성질에 대한 연구에 유용할 것이라고 생각된다.
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