배경: 신경전달물질인 에피네프린(EP)의 전압전류법(voltammmetric) 분석을 탄소나노튜브 페이스트 전극(BCE)에 고정화된 비스무트를 이용하여 수행하였으며, 그 특성을 탄소나노튜브 페이스트 전극(CE)의 특성과 비교하였다. BCE는 EP 검출에 더 효율적인 것으로 밝혀졌다. 방법: 사용한 분석 매개변수는 0.3 V 제곱파(SW) 스트리핑 전압진폭, 400 Hz 주파수, -0.8 V 초기전위, 0.015 V 증분전위였다. 최적화된 조건을 잉어의 앞지느러미 전용 분석에 적용하였다. 결과: BCE를 잉어의 앞지느러미 근육에 삽입하고, 50초마다 자극을 가하였다. 이 회로는 사용이 쉽고 분석 준비에 소요되는 시간이 많지 않다. 결론: 작업전극은 매우 소형이며, 검출한계가 매우 낮다. 생체 내 근육의 크로노암페로메트리적 신경 전류를 분석하였다. 이러한 결과는 의료 진단, 제약, 인터페이스 컨트롤러 및 기타 분야에서의 응용 가능성을 가진다.

이 출판사 공지는 Opt. Lett.45, 6767 (2020)OPLEDP0146-959210.1364/OL.409743에 대한 정오표를 포함하고 있습니다.

배경: 신경전달물질인 에피네프린(EP)의 전압전류법(voltammmetric) 분석을 탄소나노튜브 페이스트 전극(BCE)에 고정화된 비스무트를 이용하여 수행하였으며, 그 특성을 탄소나노튜브 페이스트 전극(CE)의 특성과 비교하였다. BCE는 EP 검출에 더 효율적인 것으로 밝혀졌다. 방법: 사용한 분석 매개변수는 0.3 V 제곱파(SW) 스트리핑 전압진폭, 400 Hz 주파수, -0.8 V 초기전위, 0.015 V 증분전위였다. 최적화된 조건을 잉어의 앞지느러미 전용 분석에 적용하였다. 결과: BCE를 잉어의 앞지느러미 근육에 삽입하고, 50초마다 자극을 가하였다. 이 회로는 사용이 쉽고 분석 준비에 소요되는 시간이 많지 않다. 결론: 작업전극은 매우 소형이며, 검출한계가 매우 낮다. 생체 내 근육의 크로노암페로메트리적 신경 전류를 분석하였다. 이러한 결과는 의료 진단, 제약, 인터페이스 컨트롤러 및 기타 분야에서의 응용 가능성을 가진다.

이 출판사 공지는 Opt. Lett.45, 6767 (2020)OPLEDP0146-959210.1364/OL.409743에 대한 정오표를 포함하고 있습니다.

크로모포어의 분자 배향을 용이하게 하는 것은 고분자 광굴절(photorefractive, PR) 복합재의 전기-광학(electro-optical, EO) 특성에 중요한 영향을 미친다. 분자 배향 특성을 개선하기 위해 측지로 알콕시 기를 추가한 4-piperidinobenzylidene-malononitrile(PDCST)의 유도체를 합성하였다. 개선된 PDCST를 첨가한 고분자 PR 복합재에 대해 전기영동을 수행하였다. 알콕시 기 치환의 영향을 평가하기 위해 광학적 특성과 응답 시간을 조사하였다. 알콕시 기로 치환된 PDCST는 향상된 EO 특성과 PR 격자 형성 속도를 보였다.

구형 나노입자(NP)의 갭 모드(gap mode) 성질이 심각하게 열화되는 문제를 해결하는 것은 다학제적 응용 분야 전반에서 이들이 활용된다는 점에서 필요하다. 본 연구에서는 NP만으로 구성된 구조에 대한 대안으로, 금속성 홀(metallic hole) 안에 구형 나노입자(NP)를 기반으로 한 통합 플라즈모닉 나노구조를 보고한다. 3차원(3D) 전자기 시뮬레이션의 도움을 통해, NP가 금속성 홀의 상부에 위치할 때 갭 모드 기반 국소장(local-field) 세기 증강이 더 우수하게 나타날 수 있음을 규명하였다. 통합된 나노구조는 근접장(near-field) 증강 특성에서 약 22배의 증가를 보였으며, 이는 정육면체(cube) 또는 원판(disk) 형상의 나노구조와 유사한 플라즈모닉 특성을 나타낸다. 실험 관점에서 금속성 홀 상부에 NP를 배치하는 것은 보다 쉽게 구현될 수 있어, 본 설계 접근의 단순한 제작 용이성을 뒷받침한다. 또한 상기 이점들에 더해, 갭 모드 특성에 의해 지지되는 양호한 기하학적 허용오차(금속성 홀-갭 크기 오차 약 20 nm)가 제작에서의 유연성을 향상시킨다. 이와 같이 통합 플라즈모닉 나노구조가 제공하는 복합적 이점은 개별 나노구조로서의 구형 NP가 지니는 단점을 해소하고, 다학제적 응용 분야에서의 활용도를 높일 수 있다.

폴리아닐린(PANI)은 벌크 스케일에서의 용이한 중합과 비교적 높은 전기 전도도로 인해 도전성 고분자 개발 분야에서 큰 관심을 받아 왔다. PANI의 물리적 및 전기적 특성은 주로 양성자화(protonation)에 의해 유도되는 도핑 상태에 좌우된다. 산 도핑 시 이민(imine) 부위의 양성자화는 골격(backbone)을 따라 전도성 폴라론 격자(polaron lattice)의 형성을 초래한다. 산성 도핑제가 PANI의 유전, 광전자 및 열전(thermoelectric) 특성에 미치는 영향은 최근에 연구되어 왔다. 본 연구에서는 가시광 및 근적외선 영역에서 레이저 조사 하의 광응답(photo-response)에 대해 PANI 박막의 도핑/디도핑 상태가 미치는 영향을 조사하였다. 도핑 수준은, 제조 직후의 산-도핑 PANI를 수용액 암모니아 용액으로 처리하여 조절하였다. 분광학적 분석을 통해 특성 피크의 출현 또는 감소의 변화를 통해 도핑 상태의 변화를 확인하였다. PANI 박막의 전기적 및 광응답성 특성은 도핑 상태에 의해 유의하게 영향을 받았다. 다양한 레이저 광원에서 제어된 파장에 대해 조사하에서의 광전류(photocurrent)와 광전압(photovoltage)을 측정하였다. 광전류는 디도핑(dedoping) 시 전기 전도도의 변화 경향을 따르지만, 광전압은 PANI 시료의 흡수 및 광전하 생성(photocharge generation)과 관련이 있었다.

크로모포어의 분자 배향은 고분자 광굴절 복합재의 전기광학적 특성에 중요한 영향을 미친다. 우리는 분자 배향 특성을 향상시키고자 4-piperidinobenzylidene-malononitrile(PDCST)의 메틸, 에틸 및 이소프로필 유도체를 설계하였으며, 알킬 치환이 고분자 광굴절 복합재의 전기광학적 특성과 응답 시간에 미치는 영향을 조사하였다. 알킬 치환된 PDCST 3종은 전기광학적 응답과 광굴절 격자 형성(축적) 속도가 향상된 것으로 나타났다.

금(Au) 구형(스피어) 및 디스크(원판) 이량체 시스템에서 국소 전기장 증강을 추출하기 위해 다양한 갭 크기를 수치적으로 조사하였다. 본 시뮬레이션의 예측에 따르면, 금속 디스크 이량체 시스템은 갭 크기 20 nm, 40 nm에서 구형 이량체 설계(갭 크기 = 8 nm, 14 nm)에 비해 큰 국소 전기장 증강을 보인다. 이러한 갭 크기 차이는 구형 이량체 시스템에 비해 약 2.5–3.3배 더 큰 것으로 나타났으며, 이는 소자 제작을 용이하게 한다. 이 수치는 전체 부피의 “±Z 방향”에 따른 균일한 갭 크기 분포의 영향으로부터 얻었다. 더 큰 갭 크기에서 우수한 국소 전기장 증강을 달성하는 이러한 기하구조는 플라즈모닉스, 센서, 단일 분자 검출, 표면 증강 분광 등 다양한 응용 분야에서의 활용을 증대시킬 것이다.

본 연구에서는 hexyloxyl-치환 카바졸 단위를 포함하는 루테늄 염료(Ru-HCz)를 기반으로 한 염료감응 태양전지에서 포토애노드 두께가 광전기적 특성과 임피던스 응답에 미치는 영향을 조사하였다. 포토애노드의 두께가 4.2 μm에서 14.8 μm로 증가함에 따라 염료 로딩 양과 효율이 증가하였다. 다만 두꺼운 포토애노드를 사용한 소자는 전하 추출 이전에 전자-정공 쌍이 재결합될 확률이 더 높기 때문에 효율이 감소하는 경향을 보였다. 또한 본 연구에서는 상세한 전기화학 임피던스 분광법 분석을 통해 포토애노드 두께에 따른 전자 전달 및 재결합 특성을 분석하였다.