Nanosensor Research Based on Porous Silicon Photonic Crystals and Silicon Quantum Dots
- Issued Date
- 2016
- Abstract
- 최근 수 십 년간 전기․전자 및 금속․반도체기술이 눈부신 발전을 이룩하였다면 21세기 현대과학에서는 새로운 형태나 특성을 연구하는 영역으로 나노과학 및 나노기술이 급속히 발전하고 있다. 현대 화학이 여러 분야로 세분화되고, 전문화되어지면서 광화학 이나 나노화학 에 대한 관심도가 매우 높아지고 있다. 특히, 나노소재를 이용한 분야가 매우 빠른 속도로 발전하고 있다. 나노과학은 나노소재의 합성 및 응용분야로 분류된다. “나노센서는 나노과학의 한 응용분야로서 분자 수준의 조작이 가능한 분자센서의 집적화 또는 나노소재 나 나노구조물 의 특성을 이용한 센서를 의미한다. 나노소재로는 나노다공질재료 , 금속 및 반도체소재의 나노와이어, 나노입자, 나노튜브 등이 있으며 기질을 인지 또는 감지할 수 있는 나노소재로부터 장치를 만들었을 경우 나노센서라 일컫는다.
최근 나노센서 또는 나노바이오센서 등에 대한 관심이 나노과학의 한 분야로서 지대한 관심의 대상이 되고 있는데 그 이유는 고감도, 초소형의 센서 구현을 통해서 생명현상인 분자 간의 상호작용을 나노크기의 수준에서 탐구하려는 학문적인 관심과 함께 응용적인 측면에서 보건의료, 식품, 환경, 국방 등의 다양한 분야에서 활용되는 센서를 개발하기 위한 실질적인 중요성 때문에 학계와 연구소, 그리고 산업체에서 활발히 연구되고 있다. 특히 나노 신소재 개발 분야는 기초과학에서부터 첨단과학까지의 융합학제 간 학문 분야로 미래기술의 선점 및 국가경쟁력 확보에 있어서 우위를 차지하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
따라서 본 연구논문의 주제는 나노화학 및 바이오센서 개발의 일환으로 반도체 실리콘 재료를 이용하여 화학 및 생물학적 센서재료 및 폭발물탐지의 개발을 목표로 한다. 연구논문의 구성은 전반부에는 실리콘 웨이퍼를 전기화학적 식각을 통하여 얻어진 다공성 실리콘을 이용하여광학적인 특성을 조사후 화학센서 재료로 사용하였고, 후반부에는 형광성을 갖는 실리콘 양자점에 대한 합성방법과 광학적 특성을 조사하였고, 광 발광성 실리콘양자점을 통하여 폭발물의 구성성분인 니트로방향족 화합물을 탐지하는 센서재료와 인체에 적합한 실리콘양자점에 특성을 살려 생물학센서로 응용 연구하였다.
- Alternative Title
- 광결정 다공성실리콘과 실리콘 양자점을 기초로한
- Alternative Author(s)
- Cho Bomin
- Affiliation
- 조선대학교 대학원
- Department
- 일반대학원 화학과
- Advisor
- 손홍래
- Awarded Date
- 2017-02
- Table Of Contents
- TABLE OF CONTENTS
TABLE OF CONTENTS
I
LIST OF SYMBOLS AND ABBREVIATIONS
IV
LIST OF SCHEMES
VII
LIST OF FIGURES
VIII
ABSTRACT
XIII
PART I. INTERFEROMETRIC NANOSENSORS BASED ON POROUS SILICON
CHAPTER ONE
FABRICATION OF HUMAN IGG SENSORS BASED ON POROUS SILICON INTERFEROMETER CONTYANINING BRAGG STRUCTURES
2
1.1
Introduction..................................................................................................
2
1.2
Experiments.................................................................................................
4
1.2.1
Preparation of DBR and APSM Samples...............................................
4
1.2.2
Surface Derivatization of DBR PSi and APSM Samples...................
5
1.2.3
Instrumentation and Data Acquisition......................................................
6
1.3
Results and Discussion..............................................................................
7
1.3.1
Results for DBR PSi Samples..................................................................
7
1.3.2
Results for ASPM Samples.......................................................................
11
1.4
Conclusions..................................................................................................
19
1.5
References....................................................................................................
20
CHAPTER TWO
FARBRICATION OF GRADIENT OPTICAL FILTER CONTAINING ANISOTROPIC BRAGG NANOSTRUCTURE AND MULTI-ENCODED RUGATE POROUS SILICON/POLYMER COMPOSITE
23
2.1
Introduction..................................................................................................
23
2.2
Experiments.................................................................................................
25
2.2.1
Preparation of MRPS and Anisotropic DBR PSi Films........................
25
2.2.2
Preparation of MRPS and Anisotropic DBR PSi Composite Films.....
26
2.2.3
Preparation of Gas Samples......................................................................
27
2.2.4
Instruments and Data Acquisitions...........................................................
27
2.3
Results and Discussion..............................................................................
28
2.3.1
Results for MRPS Samples.......................................................................
28
2.3.2
Results for Anisotropic DBR PSi Samples.............................................
33
2.4
Conclusions..................................................................................................
38
2.5
References....................................................................................................
39
CHAPTER THREE
DETECTION OF ORGANIC VAPORS BASED ON PHOTOLUMINESCENT BRAGG-REFLECTIVE PRORUS SILICON INTERFEROMETER
42
3.1
Introduction..................................................................................................
42
3.2
Experiments.................................................................................................
43
3.2.1
Preparation of PBR PS.............................................................................
43
3.2.2
Instruments and Data Acquisitions...........................................................
43
3.3
Results and Discussion..............................................................................
45
3.4
Conclusions..................................................................................................
53
3.5
References....................................................................................................
54
PART II. FLUORESCENT NANOSENSORS BASED ON SILICON QUANTUM DOTS
CHAPTER ONE
FABRICATION AND CHARACTERIZATION OF PHOTOLUMINESCENT SILICON NANOPARTICLES FOR DRUG DELIVERY APPLICATIONS
57
1.1
Introduction..................................................................................................
57
1.2
Experiments.................................................................................................
58
1.2.1
Preparation of Photoluminescent PSi........................................................
58
1.2.2
Suface Oxidation of Photoluminescent PSi.............................................
58
1.2.3
Preparation of CPT-Derivatized Silicon Nanoparticles...........................
58
1.2.4
Instrumentation and Data Acquisition......................................................
59
1.3
Results and Discussion..............................................................................
60
1.4
Conclusions..................................................................................................
66
1.5
References....................................................................................................
67
CHAPTER TWO
SILICON QUANTUM DOT SENSORS FOR AN EXPLOSIVE TAGGANT, 2,3-DIMETHYL-2,3-DINITROBUTANE (DMNB)
69
2.1
Introduction..................................................................................................
69
2.2
Experiments.................................................................................................
70
2.3
Results and Discussion..............................................................................
71
2.4
Conclusions..................................................................................................
79
2.5
References....................................................................................................
80
APPENDICES
84
APPENDIX : CURRICULUM VITAE
85
- Degree
- Doctor
- Publisher
- 조선대학교 대학원
- Citation
- 조보민. (2016). Nanosensor Research Based on Porous Silicon Photonic Crystals and Silicon Quantum Dots.
- Type
- Dissertation
- URI
- https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/13023
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000265900
- Appears in Collections:
- General Graduate School > 4. Theses(Ph.D)
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