From past to present, a demand for various tools and their substrates for effective detection in biosensors or cell monitoring has been intensified. Among many methods, Raman spectroscopy has its strength in simple and rapid procedure. However, Raman spectroscopy shows poor detection limit on extremely low concentrated probe solution, requiring the research on intensifying the Raman signal. To overcome this shortcoming, surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) through surface modification has been extensively studied. Block copolymer (BCP) nanolithography, a bottom-up technique, is an adequate tools to fabricate a uniform array of subsequent metal nanoparticles (NPs). The BCP nanolithography has become one of the most important tools to generate numerous nanogaps, or plasmonic hot spots, between nanoaprticles owing to the strength mentioned above. However, a trade-off relationship between narrowing the gap size to get stronger enhancement and locating probe molecules at the hot spots proposed a demand for some novel techniques that helps probe molecules to penetrate into narrow hot spots. In this paper, the author proposed an idea of introducing π-π interaction to help probe molecules to locate at hot spots based on the fact that most probe molecules have π conjugation in their molecular structure. Since graphene oxide (GO) is a 2-D material and contains numerous π conjugations at the same time, there can be various enhancing behaviors with GO. The author fabricated Au@GO@AuNPs to enhance the Raman signal and checked the uniformity.
과거부터 현재까지 바이오센서, 세포 관찰 등의 분자 수준의 관측 영역에 대한 효율적인 관찰을 진행할 수 있는 여러 분석 기술과 그 틀이 되는 기판에 대한 연구는 끊임없이 요구되어 왔다. 여러 분석 기술 중, 라만 분광 분석은 분자 단위 물질의 검출 과정이 매우 간단하고 빠르다는 강점이 있다. 하지만, 일반적인 라만 분석의 경우, 저농도의 물질을 분석해내기 어렵다는 한계를 드러내며 신호의 증강에 대한 연구가 요구되어 왔다. 이러한 한계를 극복하기 위해 기판 표면의 개질화를 통해 라만 신호를 증강시켜주는 기법인 표면 증강 라만 분광법(SERS)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 블록공중합체 나노리소그래피는 바텀-업 기법으로, 넓은 영역에서 균일한 밀도의 나노 입자 배열을 형성하여 이어지는 금속 나노 입자에서 수많은 나노갭, 혹은 플라즈모닉 핫스팟을 형성할 수 있다는 장점이 있어 SERS 기판에 있어 중요한 기술로 주목받고 있다. 하지만 핫스팟이 좁아질수록 증강의 효과는 커지나, 분석물 분자가 침투하기 어려워진다는 상충관계가 있어 좁은 핫스팟에 분석물을 위치할 수 있는 기술이 최근 요구되고 있다. 본 논문에서는 대부분 분석물 분자가 그 분자 구조 내에 π 컨쥬게이션을 갖는 육각고리 구조를 지니고 있음에 착안하여 π-π 상호작용을 유도하여 분석물의 침투를 돕는 방법을 고안하였다. 그래핀 산화물은 π 컨쥬게이션을 다수 보유하는 동시에 얇은 2차원 물질의 특성을 가지고 있어 금 박막과 금 나노 입자 사이에 삽입하게 되면 다양한 증강 효과를 낼 수 있다. 본 논문에서는 금 박막@그래핀 산화물@금 나노 입자의 적층 구조를 합성하여 라만 신호의 증강을 이끌어내고 그 균일성을 확인하였다.
