1. 연구개요: 본 제안은 연구 초기단계로 빛의 전기장 뿐 아니라 자기장에 대해서도 우수한 공명(resonance)특성을 지닌 플라즈모닉 메타분자 안테나(plasmonic metamolecule antenna) 콜로이드를 실용화 가능한 방법을 발명하여 제조하고, 메타분자 콜로이드의 전자기장 증폭특성 및 증폭기작, 광열(photothermal) 특성, 광전기(photoelectric) 특성을 관찰하는 연구수행 후, 무기 및 플라스틱 기판에 메타분자 콜로이드를 규칙적으로 배열시킨 메타분자 기판을 제조하여, 저전력기만 극미량 물질탐지 시스템 및 고성능 광열전 기판 개발 및 신규 태양전지 시스템 발굴에 사용하는 것을 목표로 하는 연구에 관한 것임. 2. 연차별 연구내용: 1차년: 메타분자안테나 콜로이드 대용량 제조기술 확보 및 전자기적 특성 연구. - 습식공정을 통한 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 대용량 합성 기반 기술 확보 (목표:≥1L scale). - 실험 및 Simulation을 통한 메타안테나 콜로이드의 전기장 및 자기장 증폭특성에 관한 연구. 2차년: 메타분자 안테나 콜로이드의 광열, 광전기 특성 연구 및 2차원 기판 위 메타안테나 array제조 기술 확립. - 이론 및 실험을 통한 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드의 광열 및 광전기 특성 규명. - 메타분자 콜로이드를 기판 위에 배열시킬 수 있는 메타분자 콜로이드 array 기술 확립. 3차년: 고성능 SERS 및 광열전 기판 개발을 위한 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 및 메타분자 콜로이드 array 구조 최적화. - 극미량 물질 검출에 최적화된 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 및 기판 제조기술 확립. - 광열효과를 극대화 할 수 있는 고성능 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 광열기판 개발. 4차년: 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 및 메타분자 콜로이드 array를 활용한 신규 태양에너지 시스템 적용가능성 확인 및 대면적 메타분자 콜로이드 array 제조기술 확보. - 광전효과 극대화를 위한 메타분자 콜로이드 및 메타분자 array의 구조최적화, 이를 통한 신규 태양에너지 시스템 개발 가능성 확인. - 기판의 실용화를 위한 2 inch 이상 크기로 메타분자 콜로이드를 배열할 수 있는 기반 기술 확보.

1. 연구개요: 본 제안은 연구 초기단계로 빛의 전기장 뿐 아니라 자기장에 대해서도 우수한 공명(resonance)특성을 지닌 플라즈모닉 메타분자 안테나(plasmonic metamolecule antenna) 콜로이드를 실용화 가능한 방법을 발명하여 제조하고, 메타분자 콜로이드의 전자기장 증폭특성 및 증폭기작, 광열(photothermal) 특성, 광전기(photoelectric) 특성을 관찰하는 연구수행 후, 무기 및 플라스틱 기판에 메타분자 콜로이드를 규칙적으로 배열시킨 메타분자 기판을 제조하여, 저전력기만 극미량 물질탐지 시스템 및 고성능 광열전 기판 개발 및 신규 태양전지 시스템 발굴에 사용하는 것을 목표로 하는 연구에 관한 것임. 2. 연차별 연구내용: 1차년: 메타분자안테나 콜로이드 대용량 제조기술 확보 및 전자기적 특성 연구. - 습식공정을 통한 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 대용량 합성 기반 기술 확보 (목표:≥1L scale). - 실험 및 Simulation을 통한 메타안테나 콜로이드의 전기장 및 자기장 증폭특성에 관한 연구. 2차년: 메타분자 안테나 콜로이드의 광열, 광전기 특성 연구 및 2차원 기판 위 메타안테나 array제조 기술 확립. - 이론 및 실험을 통한 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드의 광열 및 광전기 특성 규명. - 메타분자 콜로이드를 기판 위에 배열시킬 수 있는 메타분자 콜로이드 array 기술 확립. 3차년: 고성능 SERS 및 광열전 기판 개발을 위한 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 및 메타분자 콜로이드 array 구조 최적화. - 극미량 물질 검출에 최적화된 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 및 기판 제조기술 확립. - 광열효과를 극대화 할 수 있는 고성능 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 광열기판 개발. 4차년: 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 및 메타분자 콜로이드 array를 활용한 신규 태양에너지 시스템 적용가능성 확인 및 대면적 메타분자 콜로이드 array 제조기술 확보. - 광전효과 극대화를 위한 메타분자 콜로이드 및 메타분자 array의 구조최적화, 이를 통한 신규 태양에너지 시스템 개발 가능성 확인. - 기판의 실용화를 위한 2 inch 이상 크기로 메타분자 콜로이드를 배열할 수 있는 기반 기술 확보.

1. 연구개요: 본 제안은 연구 초기단계로 빛의 전기장 뿐 아니라 자기장에 대해서도 우수한 공명(resonance)특성을 지닌 플라즈모닉 메타분자 안테나(plasmonic metamolecule antenna) 콜로이드를 실용화 가능한 방법을 발명하여 제조하고, 메타분자 콜로이드의 전자기장 증폭특성 및 증폭기작, 광열(photothermal) 특성, 광전기(photoelectric) 특성을 관찰하는 연구수행 후, 무기 및 플라스틱 기판에 메타분자 콜로이드를 규칙적으로 배열시킨 메타분자 기판을 제조하여, 저전력기만 극미량 물질탐지 시스템 및 고성능 광열전 기판 개발 및 신규 태양전지 시스템 발굴에 사용하는 것을 목표로 하는 연구에 관한 것임. 2. 연차별 연구내용: 1차년: 메타분자안테나 콜로이드 대용량 제조기술 확보 및 전자기적 특성 연구. - 습식공정을 통한 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 대용량 합성 기반 기술 확보 (목표:≥1L scale). - 실험 및 Simulation을 통한 메타안테나 콜로이드의 전기장 및 자기장 증폭특성에 관한 연구. 2차년: 메타분자 안테나 콜로이드의 광열, 광전기 특성 연구 및 2차원 기판 위 메타안테나 array제조 기술 확립. - 이론 및 실험을 통한 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드의 광열 및 광전기 특성 규명. - 메타분자 콜로이드를 기판 위에 배열시킬 수 있는 메타분자 콜로이드 array 기술 확립. 3차년: 고성능 SERS 및 광열전 기판 개발을 위한 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 및 메타분자 콜로이드 array 구조 최적화. - 극미량 물질 검출에 최적화된 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 및 기판 제조기술 확립. - 광열효과를 극대화 할 수 있는 고성능 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 광열기판 개발. 4차년: 플라즈모닉 메타분자 안테나 콜로이드 및 메타분자 콜로이드 array를 활용한 신규 태양에너지 시스템 적용가능성 확인 및 대면적 메타분자 콜로이드 array 제조기술 확보. - 광전효과 극대화를 위한 메타분자 콜로이드 및 메타분자 array의 구조최적화, 이를 통한 신규 태양에너지 시스템 개발 가능성 확인. - 기판의 실용화를 위한 2 inch 이상 크기로 메타분자 콜로이드를 배열할 수 있는 기반 기술 확보.

연구개요: 다양한 수용액 조건에서 입자의 크기가 변하는 연성(soft) 수화젤 나노입자를 활용하여, 용액조건에 따라 다양한 패턴구조를 지닌 고분자입자 혹은 무기-고분자 하이브리드 패턴을 제조할 수 있는 공정기술개발에 관한 것임. 하이브리드 패턴의 경우 외부자극에 대해 무기입자 의 특성이 조절될 수 있는 패턴기판으로 활용되어 바이오 센서분야에 적용하고자 함. 또한 본 기술을 여러 기술과 융합하여 연성전자산업(soft electronics) 및 태양에너지 산업에 적용될 수 있는 나노패턴기술 및 신규 기능성 나노 구조체를 제조할 수 있는 기술로 발전시키고자 함. 1차년도 연구 연구목표: 외부자극응답성 연성 나노입자를 활용한 나노입자 패턴기술 확립 및 응용 1차년도 연구개발 내용 (2015.5~2016.4): ○ 외부자극응답성 연성 나노입자 기반 결정 단층막의 제조; 수용액환경 (salt 종류, 농도, 온도) 에 따라 결정단층막이 패턴으로 변환 확인; 패턴형태 변화를 통한 조절인자 확인; 패턴전 환 메커메커니즘 (일부)규명; 다양한 기판 (silcon, glass, PDMS, PET)에 본 기술 적용 확인. ○ 연성나노입자 패턴을 플라즈몬 필름과의 결합을 통한 하이브리드 패턴 제조, 이를 통한 기판의 광특성 조절; 연성나노입자 제거를 통한 금속의 역(inverse) 패턴 제조가능성 확인 (최적화진행중). 2차년도 연구목표: 무기-연성나노입자 하이브리드 패턴 개발 (2016.5~2017.4) ○ 무기-연성나노입자로 구성된 하이브리드 나노입자의 단층막 제조 및 패턴방법에 관한 연구 일 부 진행중; 기판의 광특성과 SERS신호를 동시에 조절할 수 있는 기판제조 중.