Gold nanoparticles have received increasing attention due to their unique properties such as localized surface plasmon resonance (LSPR), chemical stability, and biocompatibility. LSPR of gold nanoparticles is strong and sensitive to change of surrounding environment, and thus it is widely used in the form of arrayed substrate using photo reduction, assembly bias capillary assisted method and others to detect various types of chemicals. However, previous researches have problems in low reproducibility because the shape and size of nanoparticles are irregular. And the shape and size of nanoparticles give effect on optical property for nanoparticles. In this study, the shape and size controlled gold rhombic dodecahedron; truncated rhombic dodecahedron and octahedron were synthesized and applied as optical analysis to control the optical property. PDMS molds with uniform morphology were prepared in various size and large area using self-assembled polystyrene spheres and Au nanoparticles arrays were fabricated by drop casting the synthesized gold nanoparticles solution on the PDMS molds. Regular arrays of gold nanoparticles fabricated by this cheap and easy process have high reproducibility, statistical reliability and usability as equipment. Raman signals of 4-nitrobenzenthiol absorbed on fabricated gold nanoparticles array were measured to confirm optical applicability. All the gold nanoparticles arrays show strong Raman signal enhancement, and thus they are suitable for surface enhanced Raman scattering substrates. Rhombic dodecahedral gold nanoparticles display enormously strong enhancement compared to other nanoparticles. Because of the effect of decrease in surface area in the confocal area, enhancement factor decrease as the size of pattern increases.
금 나노입자는 화학적 안정성이 높고 생체에 무해하며 국소 표면 플라즈몬 공명과 같은 특성을 지니고 있어 주목을 받고 있다. 금 나노입자의 국소 표면 플라즈몬 공명은 세기가 강하고 주변환경의 변화에 민감하기 때문에 어레이의 형태로 제작되어 화학물질을 감지하기 위해 다양하게 이용되고 있다. 하지만 현재까지 진행된 연구들은 입자의 크기와 형태가 불규칙하여 재연 성이 떨어지며 입자의 크기와 형태는 광학적 성질에도 영향을 주기 때문에 일정한 광학적 성질을 확보할 수 없다는 문제가 있다. 이 논문에서는 크기와 형태가 제어된 사방 십이면 체, 끝이 잘린 사방 십이면 체, 정팔면체의 금 나노입자를 합성하여 광학 성질을 제어하고 광학분석을 위해 응용되었다. 다양한 크기의 Polystyrene(PS) 입자를 이용해 균일한 형태를 가지는 polydimethylsiloxane(PDMS) 기판을 제작하고 여기에 합성한 금 나노입자의 솔루션을 drop casting 함으로서 저렴한 비용과 간단한 공정을 요구하지만 높은 재연성과 통계적 신뢰성, 기기로의 응용 성을 가지는 금 나노 입자 어레이를 균일하게 제작하였다. 제작된 금 나노 입자 어레이를 표면 증강 라만 산란의 기판으로 하여 4-nitrobenzenthiol의 라만 신호를 측정한 결과 모든 금 나노입자 어레이들이 강한 라만 증강을 보였으며 특히 사방 십이면 체가 가장 강한 증강을 보였다. 패턴의 크기에 따른 경향성을 살펴 보았을 때, 패턴의 크기가 증가함에 따라 측정 영역 내에 노출되는 표면적이 감소하여 라만 신호의 증강이 감소하는 것을 확인하였다.
