본 연구에서는 RF 스퍼터링을 통해 제조한 구리(Cu)-플라즈마 폴리머 플루오로카본(Cu-PPFC) 나노복합체 박막을 이용하여 중등도 감도의 표면강화 라만 산란(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 기판을 간단하고 비용 효율적으로 제작하는 방법을 제안한다. 탄소나노튜브(CNT), Cu, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분말로 구성된 복합 타깃(5:60–80:35–15 wt%)의 사용은 동시 스퍼터링에 비해 단일 캐소드로 중등도 감도의 SERS 기판을 간단하게 제작할 수 있다는 장점을 제공한다. 엑스선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 결과, 박막 표면은 Cu-F 결합과 Cu–O 결합을 갖는 금속성 Cu로 부분적으로 구성되어 있어 도전성 영역과 플라즈몬 활성 영역이 공존함이 확인되었다. UV-VIS 분광법은 약 680 nm에서 뚜렷한 흡수 피크를 나타냈으며, 이는 플라즈마 폴리머 플루오로카본(PPFC) 매트릭스에 내포된 Cu 나노클러스터에서 국소 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonances)의 여기됨을 시사한다. 원자힘현미경(atomic force microscopy) 및 천입사(경사입사) 소각 엑스선 산란(grazing incidence small-angle X-ray scattering) 분석은 Cu 나노입자가 20–35 nm의 입자 간 거리를 갖고 균일하게 분포함을 확인하였다. Cu 함량이 가장 높은(80 wt%) Cu-PPFC 나노복합체 박막은 로다민 6G(rhodamine 6G)에 대해 2.18 × 104의 라만 증강 인자를 보여, 중등도 감도의 SERS 기판으로서의 잠재력을 입증하였다. 유한차분 시간영역(finite-difference time-domain, FDTD) 시뮬레이션은 PPFC 매트릭스로 분리된 Cu-Cu 나노갭에서 강한 전자기장 국소화를 확인하여, 실험적으로 관찰된 SERS 증강을 뒷받침하였다. 이러한 결과는 복합 타깃을 사용하여 용이하게 제조할 수 있는 Cu-PPFC 나노복합체 박막이, 재현 가능하고 저렴하며 중등도 감도의 SERS 기판을 제작하기 위한 효율적이고 확장 가능한 경로를 제공함을 시사하며, 실제 센싱 응용에 적합함을 보여준다.

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