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KR20130054746A - Probe for raman spectroscopy and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR20130054746A
KR20130054746A KR1020110120318A KR20110120318A KR20130054746A KR 20130054746 A KR20130054746 A KR 20130054746A KR 1020110120318 A KR1020110120318 A KR 1020110120318A KR 20110120318 A KR20110120318 A KR 20110120318A KR 20130054746 A KR20130054746 A KR 20130054746A
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metals
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Abstract

라만 분광용 탐침 및 그 제조방법이 개시된다. 개시된 라만 분광용 탐침은 길이 방향을 따라 직경이 줄어드는 형상을 가지며, 적어도 하나의 금속으로 이루어진 팁(tip)을 포함하고, 이 팁의 표면은 나노다공성(nanoporous) 금속을 포함한다. Disclosed are a Raman spectroscopic probe and a method of manufacturing the same. The disclosed Raman spectroscopy probe has a shape that decreases in diameter along a length direction, and includes a tip made of at least one metal, and the surface of the tip includes a nanoporous metal.

Description

라만 분광용 탐침 및 그 제조방법{Probe for Raman Spectroscopy and method of manufacturing the same}Probe for Raman Spectroscopy and method of manufacturing the same

라만 분광용 탐침에 관한 것으로, 상세하게는 나노다공성 팁(tip)을 포함하는 라만 분광용 탐침 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a Raman spectroscopic probe, and more particularly, to a Raman spectroscopic probe including a nanoporous tip and a method of manufacturing the same.

SERS(Surface Enhanced Raman Spectroscopy)는 어떤 분자가 금속 표면에 흡착되었을 때 라만 산란(Raman Scattering)이 매우 크게 증가하는 현상을 활용하는 측정기술이다. 이러한 SERS에 의한 라만 산란의 증가율은 대략 1010에서 1011배 정도 까지 이를 수 있기 때문에 SERS 기술로 단분자 수준의 정밀 검출도 가능해진다. 그리고, TERS(Tip Enhanced Raman Spectroscopy)는 어떤 분자가 탐침의 뾰족한 팁에 흡착되거나 그 근방에 있을 때 라만 산란이 매우 크게 증가하는 현상을 활용하는 측정기술이다. 이러한 TERS는 SERS와 기본 원리는 유사하지만 라만 산란이 향상되는 영역이 팁 근처로 국한되기 때문에 국소적인 영역에서의 라만 측정이 가능하다. Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) is a measurement technique that takes advantage of the very large increase in Raman scattering when a molecule is adsorbed on a metal surface. Raman scattering increases by SERS can be up to 10 10 to 10 11 times, and SERS technology enables single molecule level precision detection. And, TERS (Tip Enhanced Raman Spectroscopy) is a measurement technique that takes advantage of the phenomenon that Raman scattering increases greatly when a molecule is adsorbed to or near the pointed tip of the probe. These TERS are similar in principle to SERS, but can only measure Raman locally, since the area where Raman scattering is improved is localized near the tip.

한편, TERS의 향상된 측정을 위해서는 라만 분광 효율을 가능한 많이 증대시킬 수 있는 탐침이 요구된다. 라만 분광 효율의 증대에 가장 큰 영향을 미치는 것으로는 탐침 팁의 뾰족한 정도를 들 수 있다. 여기서, 팁의 뾰족한 정도는 팁 끝의 곡률 반지름, 팁 표면의 거친 정도나 팁 표면의 다공성 등에 의해 결정될 수 있다. 주사 터널링 현미경(STM; Scanning Tunneling Microscopy)이나 전기장 이온 현미경(FIM; Field Ion Microscopy) 등은 뾰족한 팁을 가지는 탐침이 필요하다. 이러한 탐침은 금속 와이어의 끝부분을 전기화학적으로 에칭하거나 기계적으로 절삭하여 팁 끝을 뾰족하게 만드는 방법에 의해 제작될 수 있다. 이러한 방법으로 팁 끝의 곡률 반지름이 대략 100nm 이하인 탐침이 제작될 수 있다. On the other hand, improved measurement of TERS requires a probe that can increase the Raman spectral efficiency as much as possible. One of the biggest influences on the increase in Raman spectral efficiency is the sharpness of the probe tip. Here, the sharpness of the tip may be determined by the radius of curvature of the tip, the roughness of the tip surface or the porosity of the tip surface. Scanning Tunneling Microscopy (STM) and Field Ion Microscopy (FIM) require probes with sharp tips. Such probes may be fabricated by electrochemically etching or mechanically cutting the ends of the metal wires to sharpen the tip ends. In this way, a probe with a radius of curvature at the tip tip of about 100 nm or less can be fabricated.

본 발명의 실시예들은 라만 분광용 탐침 및 그 제조방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a probe for Raman spectroscopy and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 측면에 있어서, In one aspect of the present invention,

길이 방향을 따라 직경이 줄어드는 형상을 가지며, 적어도 하나의 금속으로 이루어진 팁(tip)을 포함하고, It has a shape that decreases in diameter along the longitudinal direction, and comprises a tip made of at least one metal,

상기 팁의 표면은 나노다공성(nanoporous) 금속을 포함하는 라만 분광용 탐침이 제공된다. The surface of the tip is provided with a Raman spectroscopy probe comprising a nanoporous metal.

상기 팁의 나노다공성 표면은 2 이상의 금속 중 하나 이상의 금속을 화학적에칭을 통해 제거함으로써 형성될 수 있다. 상기 팁의 내부는 2 이상의 금속으로 이루어지며, 상기 팁의 표면은 하나 이상의 나노다공성 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 팁의 내부는 예를 들면, 금(Au)-은(Ag) 합금으로 이루어지며, 상기 팁의 표면은 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. The nanoporous surface of the tip may be formed by removing one or more of the two or more metals through chemical etching. The inside of the tip is made of two or more metals, the surface of the tip may be made of one or more nanoporous metals. The inside of the tip is made of, for example, a gold (Au) -silver (Ag) alloy, and the surface of the tip may be made of nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag).

한편, 상기 팁의 내부도 표면과 마찬가지로 나노다공성 금속을 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 팁의 내부 및 표면은 하나 이상의 나노다공성 금속으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the inside of the tip may include a nanoporous metal as well as the surface. In this case, the inside and the surface of the tip may be made of one or more nanoporous metals.

발명의 다른 측면에 있어서,In another aspect of the invention,

2 이상의 금속으로 이루어진 금속 와이어를 준비하는 단계;Preparing a metal wire made of two or more metals;

상기 금속 와이어의 일단부를 길이방향을 따라 직경이 줄어드는 팁으로 형성하는 단계; 및Forming one end of the metal wire with a tip having a diameter decreasing in a longitudinal direction; And

상기 팁의 표면을 화학적 에칭을 통해 나노다공성 금속으로 형성하는 단계;를 포함하는 라만 분광용 탐침의 제조방법이 제공된다.Forming the surface of the tip to a nanoporous metal through a chemical etching is provided a method for producing a Raman spectroscopic probe comprising a.

상기 팁은 상기 금속 와이어의 일단부를 기계적으로 가공하거나, 화학적으로 또는 전기화학적으로 에칭함으로써 형성될 수 있다. The tip may be formed by mechanically machining, chemically or electrochemically etching one end of the metal wire.

상기 팁의 표면을 나노다공성 금속으로 형성하는 단계는 상기 2 이상의 금속 중 하나 이상의 금속을 상기 화학적 에칭을 통해 제거함으로써 수행될 수 있다. Forming the surface of the tip with a nanoporous metal may be performed by removing one or more metals of the two or more metals through the chemical etching.

상기 팁의 내부는 금(Au)-은(Ag) 합금으로 이루어지며, 상기 팁의 표면은 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag)으로 이루어질 수 있다.The inside of the tip is made of a gold (Au) -silver (Ag) alloy, the surface of the tip may be made of nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag).

본 발명의 다른 측면에 있어서, In another aspect of the present invention,

2 이상의 금속으로 이루어진 금속 와이어를 준비하는 단계;Preparing a metal wire made of two or more metals;

상기 금속 와이어의 일단부를 화학적 에칭을 통해 나노다공성 금속으로 형성하는 단계; 및Forming one end of the metal wire into the nanoporous metal through chemical etching; And

상기 금속 와이어를 일단부를 길이방향을 따라 직경이 줄어드는 팁으로 형성함으로써 상기 팁의 표면을 상기 나노다공성 금속으로 형성는 단계;를 포함하는 라만 분광용 탐침의 제조방법이 제공된다. Forming the surface of the tip with the nanoporous metal by forming the metal wire in one end with a diameter of the tip along the longitudinal direction is provided a method for producing a Raman spectroscopy comprising a.

본 발명의 실시예에 의하면, 화학적 에칭을 통해 탐침의 팁 표면을 나노다공성 금속으로 형성함으로써 탐침의 라만 분광 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 라만 분광용 탐침은 예를 들면, TERS 장치, 화학 센서 및 생물 센서, 원자력 현미경(AFM; Atomic Force Microscope), 화학 또는 생물 분자를 감지하거나 그 위치를 파악하는 장치 등과 같이 다양한 분야에 적용될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the Raman spectral efficiency of the probe may be improved by forming the tip surface of the probe with a nanoporous metal through chemical etching. Such Raman spectroscopic probes can be applied to various fields, such as, for example, TERS devices, chemical sensors and biological sensors, atomic force microscopy (AFM), and devices for detecting or locating chemical or biological molecules. .

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 라만 분광용 탐침을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 라만 분광용 탐침의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 라만 분광용 탐침의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.1 schematically illustrates a Raman spectroscopy probe according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 to 4 are views for explaining a method for manufacturing a Raman spectroscopy probe according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 to 7 are views for explaining a method for manufacturing a Raman spectroscopy probe according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size and thickness of each element may be exaggerated for clarity of explanation.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 라만 분광용 탐침(100)을 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically illustrates a Raman spectroscopy probe 100 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 라만 분광용 탐침(100)은 일정한 직경을 가지는 몸체(100b)와 상기 몸체(100b)로부터 연장되어 길이 방향을 따라 직경이 줄어드는 형상을 가지는 팁(tip,100a)을 포함한다. 즉, 상기 팁(100a)은 탐침(100)의 선단으로 갈수록 직경이 줄어드는 뾰족한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 상기 팁(100a)의 표면(보다 구체적으로, 팁(100a) 끝의 표면을 포함하는 팁(100a)의 표면)은 나노다공성(nanoporous) 금속으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 팁(100a)의 표면은 도 1에 도시된 바와 같이 나노 사이즈의 기공들(100')이 형성된 금속으로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 팁(100a) 끝의 표면이 나노다공성 금속으로 이루어지게 되면, 팁(100a) 끝의 표면 거칠기가 증대하여 라만 분광 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 라만 분광용 탐침(100)은 원형, 다각형 등 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다. Referring to FIG. 1, the Raman spectroscopic probe 100 according to the present exemplary embodiment has a body 100b having a constant diameter and a tip extending from the body 100b and having a shape that decreases in diameter along a length direction. 100a). That is, the tip 100a may have a pointed shape in which the diameter decreases toward the tip of the probe 100. In the present embodiment, the surface of the tip 100a (more specifically, the surface of the tip 100a including the surface of the tip 100a end) may be formed of a nanoporous metal. That is, the surface of the tip 100a may be made of a metal having nano-sized pores 100 ′ as shown in FIG. 1. As such, when the surface of the tip 100a is made of a nanoporous metal, the surface roughness of the tip 100a may be increased to improve Raman spectral efficiency. On the other hand, the Raman spectroscopic probe 100 may have a cross section of various shapes, such as circular, polygonal.

일반적으로, 작은 구형 입자의 유전상수가 -2에 근접하게 되면 국소적인 전기장이 무한대로 발산될 수 있는데, 곡률반경이 작은 금(Au)이나 은(Ag) 나노구조의 경우에 가시광에서 적외선 부근에서 유전 상수 값이 대략 -2에 가까이 근접하게 될 수 있다. 따라서, 금(Au)이나 은(Ag)으로 탐침을 형성하게 되면 국소적인 전기장이 크게 증가함에 따라 라만 분광 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만, 이러한 금(Au) 이나 은(Ag) 이외의 다른 금속으로 탐침을 제작하는 것도 얼마든지 가능하다. In general, when the dielectric constant of a small spherical particle approaches -2, the local electric field may radiate indefinitely. In the case of gold (Au) or silver (Ag) nanostructures with a small radius of curvature, the visible light is near infrared. The dielectric constant value may be close to about -2. Therefore, when the probe is formed of gold (Au) or silver (Ag), the Raman spectral efficiency may be improved as the local electric field is greatly increased. However, it is also possible to fabricate the probe from metals other than gold or silver.

본 실시예에 따른 라만 분광용 탐침(100)에서, 상기 몸체(100b) 및 팁(100a)은 적어도 하나의 금속으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 팁(100a)의 표면은 적어도 하나의 나노다공성 금속으로 이루어질 수 있으며, 상기 팁(100a)의 내부는 적어도 하나의 금속으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 탐침(100)의 몸체(100b)는 상기 팁(100a)의 내부와 동일한 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 팁(100a)의 표면은 예를 들면, 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 상기 팁(100a)의 표면은 다른 다양한 금속으로 이루어질 수 있으며, 또한 2 이상의 금속을 포함하는 합금으로 이루어질 수도 있다. 그리고, 상기 팁(100a)의 내부는 예를 들면, 금(Au)-은(Ag) 합금으로 이루질 수 있다. 금(Au)-은(Ag) 합금은 공융점(eutectic point)를 갖지 않으며, 연속적인 농도의 액체 및 고체 합금으로 형성이 가능하다. 따라서, 임의의 농도로 균일하게 섞인 금(Au)-은(Ag) 합금을 만들 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 팁(100a)의 내부는 이외에도 다른 다양한 합금으로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 팁(100a)의 내부가 한가지 금속으로 이루어지는 것도 가능하다. In the Raman spectroscopy probe 100 according to the present embodiment, the body 100b and the tip 100a may be made of at least one metal. In detail, the surface of the tip 100a may be made of at least one nanoporous metal, and the inside of the tip 100a may be made of at least one metal. The body 100b of the probe 100 may be made of the same metal as the inside of the tip 100a. The surface of the tip 100a may be made of, for example, nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag). However, the present invention is not limited thereto. In addition, the surface of the tip 100a may be made of various other metals, and may also be made of an alloy including two or more metals. The tip 100a may be formed of, for example, a gold (Au) -silver (Ag) alloy. Gold (Au) -silver (Ag) alloys do not have an eutectic point and can be formed from continuous concentrations of liquid and solid alloys. Therefore, it is possible to make a gold (Au) -silver (Ag) alloy uniformly mixed at any concentration. However, the present invention is not limited thereto, and the inside of the tip 100a may be formed of various other alloys. Meanwhile, the inside of the tip 100a may be made of one metal.

상기 팁(100a)은 후술하는 바와 같이 2 이상의 금속을 포함하는 합금(예를 들면, 금(Au)-은(Ag) 합금)으로 이루어진 금속 와이어의 표면을 화학적으로 에칭함으로써 상기 2 이상의 금속 중 적어도 하나(예를 들면, 금(Au)과 은(Ag) 중 어느 하나)를 제거함으로써 형성될 수 있다. 이와 같이, 화학적 에칭을 통해 특정 금속이 선택적으로 제거된 표면은 나노다공성 금속으로 형성된다. 이에 따라, 상기 팁(100a)의 내부는 2 이상의 금속을 포함하는 합금(예를 들면, 금(Au)-은(Ag) 합금)으로 이루어지게 되며, 상기 팁(100a)의 표면은 상기 2 이상의 금속 중 적어도 하나를 포함하는 나노다공성 금속(예를 들면, 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag))으로 이루어질 수 있다. The tip 100a may include at least one of the two or more metals by chemically etching a surface of a metal wire made of an alloy including two or more metals (for example, an Au-silver (Ag) alloy) as described below. It can be formed by removing one (for example, any one of gold (Au) and silver (Ag)). As such, the surface on which the specific metal has been selectively removed through chemical etching is formed of nanoporous metal. Accordingly, the inside of the tip (100a) is made of an alloy containing two or more metals (for example, gold (Au)-silver (Ag) alloy), the surface of the tip (100a) is at least two Nanoporous metal (eg, nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag)) comprising at least one of the metals.

한편, 이상에서는 팁(100a)의 표면만이 나노다공성 금속으로 이루어진 경우가 설명되었으나, 상기 팁(100a)의 내부도 나노다공성 금속으로 이루어지는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 팁(100a)의 내부 및 표면은 하나 이상의 나노다공성 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 팁(100a)의 내부 및 표면은 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니면 상기 팁(100a)의 내부 및 표면은 이외에도 다른 다양한 금속이나 2 이상의 금속을 포함하는 합금으로 이루어질 수도 있다. On the other hand, the case where the surface of the tip 100a is made of a nanoporous metal has been described above, but the inside of the tip 100a may also be made of a nanoporous metal. In this case, the inside and the surface of the tip 100a may be made of one or more nanoporous metals. For example, the inside and the surface of the tip 100a may be made of nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag). However, the present invention is not limited thereto, and the inside and the surface of the tip 100a may be made of various other metals or alloys including two or more metals.

이상과 같이, 팁(100a)의 표면을 나노다공성 금속으로 형성하게 되면, 팁(100a) 끝의 표면 거칠기가 증대되므로, 탐침(100)의 라만 분광 효율을 증대시킬 수 있다. 이러한 본 실시예에 따른 라만 분광용 탐침(100)을 측정하고자 하는 시료 가까이 예를 들면 1㎛ 정도 이내의 거리에 접근시키게 되면, 라만 효과의 향상을 유도할 수 있으며, 이러한 방식으로 매우 높은 정밀도로 라만 신호를 검출하여 화학, 생물 물질을 감지, 식별하는 것이 가능하게 된다. As described above, when the surface of the tip 100a is formed of a nanoporous metal, the surface roughness of the tip 100a is increased, and thus Raman spectral efficiency of the probe 100 may be increased. When the Raman spectroscopy probe 100 according to this embodiment is approached to a distance within, for example, about 1 μm, close to the sample to be measured, it is possible to induce an improvement in the Raman effect. It is possible to detect and identify chemical and biological materials by detecting Raman signals.

이러한 탐침(100)의 뾰족한 나노다공성 팁(100a)을 이용하여 식별하는 방식은 금속 표면을 이용하는 일반 SERS(Surface Enhanced Raman Spectroscopy)와는 달리 평면 상에서 적외선, 가시광선, 자외선 등의 광학적 회절 한계보다 높은 공간 해상도로 라만 신호원의 위치를 알아낼 수 있다는 장점을 제공한다. 따라서, 이러한 나노다공성 팁(100a)을 가지는 라만 분광용 탐침(100)은 원자력 현미경(AFM: Atomic Force Microscopy)의 탐침으로 사용하고, 라만 분광 측정장비와 결합시키게 되면 각 지점별 국소적인 라만 분광을 측정한다거나 또는 화학, 생물 시료의 분포를 높은 해상도로 측정 및 분석할 수 있다. The identification method using the pointed nanoporous tip 100a of the probe 100 is different from the general surface enhanced raman spectroscopy (SERS) using a metal surface, and has a space higher than the optical diffraction limit of infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays on a plane. The resolution offers the advantage of locating the Raman signal source. Therefore, the Raman spectroscopy probe 100 having such a nanoporous tip 100a is used as a probe of atomic force microscopy (AFM), and when combined with Raman spectroscopy equipment, local Raman spectroscopy at each point is used. Measurements or distributions of chemical and biological samples can be measured and analyzed at high resolution.

또한, 탐침(100)의 뾰족한 팁(100a)을 활용하여 세포를 비롯한 생체 시료나 부드러운 조직으로 감싼 내부의 생물, 화학 물질에 대한 라만 신호를 측정하는 것도 가능하며, 하나 또는 여러 개의 탐침(100)을 액체에 담가 그 안에 있는 화학, 생물 분자들을 고감도로 탐지, 식별하는 것도 가능하다. In addition, by using the pointed tip (100a) of the probe 100, it is also possible to measure the Raman signal for the biological material, including biological cells or chemical tissue wrapped in a soft tissue, one or several probes (100) It is also possible to immerse liquids in liquids and detect and identify chemical and biological molecules in them.

이하에서는 전술한 라만 분광용 탐침을 제조하는 방법에 대해 설명한다. 도 2 내지 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 라만 분광용 탐침의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.Hereinafter, a method of manufacturing the aforementioned Raman spectroscopy probe will be described. 2 to 4 are views for explaining a method for manufacturing a Raman spectroscopy probe according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 2 이상의 금속을 포함하는 금속 와이어(102)를 준비한다. 예를 들면, 상기 금속 와이어(102)는 금(Au)-은(Ag) 합금으로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 금속 와이어(102)는 이외에도 다른 다양한 금속들을 포함할 수 있다. 이러한 금속 와이어(102)는 길이 방향을 따라 일정한 직경을 가질 수 있다. Referring to FIG. 2, a metal wire 102 including two or more metals is prepared. For example, the metal wire 102 may be made of a gold (Au) -silver (Ag) alloy. However, the present invention is not limited thereto, and the metal wire 102 may include various other metals. This metal wire 102 may have a constant diameter along the length direction.

도 3을 참조하면, 상기 금속 와이어(102)의 일단부에 길이 방향을 따라 직경이 줄어드는 형상의 뾰족한 팁(100a)을 형성한다. 여기서, 상기 뾰족한 팁(100a)은 금속 와이어(102)의 일단부를 기계적으로 가공하는 방법(예를 들면, 금속 와이어(102)의 일단부를 고경도 금속와이어 절단기 등을 이용하여 비스듬하게 절단하는 방법)에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 뾰족한 팁(100a)은 금속 와이어(102)의 일단부를 전기화학적으로 에칭하거나, 또는 화학적으로 에칭함으로써 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 3, one end of the metal wire 102 is formed with a sharp tip 100a having a diameter that decreases in the length direction. Here, the pointed tip (100a) is a method of mechanically processing one end of the metal wire 102 (for example, a method of cutting one end of the metal wire 102 obliquely using a high-hard metal wire cutter, etc.) It can be formed by. In addition, the pointed tip 100a may be formed by electrochemically etching or chemically etching one end of the metal wire 102.

도 4를 참조하면, 상기 뾰족한 팁(100a)의 표면을 화학적 에칭을 통해 나노다공성 금속으로 형성하여 라만 분광용 탐침(100)을 완성한다. 이러한 탐침(100)은 일정한 직경을 가지는 몸체(100b)와 상기 몸체(100b)로부터 연장되어 길이방향으로 직경이 줄어드는 형상을 가지며 그 표면은 나노 다공성 금속으로 형성된 팁(100a)을 포함한다. 여기서, 상기 팁(100a)의 나노다공성 표면은 금속 와이어(102)를 구성하는 2 이상의 금속 중 적어도 하나를 화학적 에칭을 통해 선택적으로 제거함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 와이어(102)가 금(Au)-은(Ag) 합금으로 이루어진 경우, 화학적 에칭을 통해 은(Ag) 또는 금(Au)을 선택적으로 제거하게 되면 상기 팁(100a)의 표면은 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag)으로 형성될 수 있다.  Referring to FIG. 4, the surface of the pointed tip 100a is formed of nanoporous metal through chemical etching to complete the Raman spectroscopy probe 100. The probe 100 has a body 100b having a constant diameter and a shape extending from the body 100b to decrease in diameter in the longitudinal direction, and the surface of the probe 100 includes a tip 100a formed of nanoporous metal. Here, the nanoporous surface of the tip 100a may be formed by selectively removing at least one of two or more metals constituting the metal wire 102 through chemical etching. For example, when the metal wire 102 is made of a gold (Au) -silver (Ag) alloy, when the silver (Ag) or gold (Au) is selectively removed through chemical etching, the tip 100a may be removed. The surface may be formed of nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag).

한편, 이상에서는 팁(100a)의 표면만이 나노다공성 금속으로 이루어진 경우가 설명되었으나, 화학적 에칭을 통해 상기 팁(100a)의 내부도 나노다공성 금속(예를 들면, 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag))으로 형성되는 것도 가능하다. On the other hand, in the above described the case where only the surface of the tip (100a) is made of a nanoporous metal, the inside of the tip (100a) through the chemical etching is also nanoporous metal (for example, nanoporous gold (Au) or nano It is also possible to form a porous silver (Ag)).

도 5 내지 도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 라만 분광용 탐침의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.5 to 7 are views for explaining a method for manufacturing a Raman spectroscopy probe according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 2 이상의 금속을 포함하는 금속 와이어(202)를 준비한다. 예를 들면, 상기 금속 와이어(202)는 금(Au)-은(Ag) 합금으로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 금속 와이어(202)는 이외에도 다른 다양한 금속들을 포함할 수 있다. 이러한 금속 와이어(202)는 길이 방향을 따라 일정한 직경을 가질 수 있다. Referring to FIG. 5, a metal wire 202 including two or more metals is prepared. For example, the metal wire 202 may be made of a gold (Au) -silver (Ag) alloy. However, the present invention is not limited thereto, and the metal wire 202 may include various other metals. The metal wire 202 may have a constant diameter along the length direction.

도 6을 참조하면, 상기 금속 와이어(202)의 일단부를 화학적 에칭을 통해 나노다공성 금속으로 형성한다. 상기 금속 와이어(202)의 일단부는 상기 금속 와이어(202)를 구성하는 2 이상의 금속 중 적어도 하나를 화학적 에칭을 통해 선택적으로 제거함으로써 다공성 금속으로 형성될 수 있다. 이러한 다공성 금속은 후술하는 팁(200a)의 나노다공성 표면 형성을 위해 상기 금속 와이어(202)의 일단부 표면으로부터 소정 깊이까지 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 금속 와이어(202)의 일단부에는 다수의 나노 기공들(200')이 소정 깊이로 형성되어 있다. Referring to FIG. 6, one end of the metal wire 202 is formed of a nanoporous metal through chemical etching. One end of the metal wire 202 may be formed of a porous metal by selectively removing at least one of two or more metals constituting the metal wire 202 through chemical etching. The porous metal may be formed to a predetermined depth from one end surface of the metal wire 202 to form a nanoporous surface of the tip 200a which will be described later. Accordingly, a plurality of nano pores 200 ′ are formed at one end of the metal wire 202 at a predetermined depth.

예를 들면, 상기 금속 와이어(202)가 금(Au)-은(Ag) 합금으로 이루어진 경우, 화학적 에칭을 통해 은(Ag) 또는 금(Au)을 선택적으로 제거하게 되면 상기 금속 와이어(202)의 일단부는 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag)으로 소정 깊이까지 형성될 수 있다. For example, when the metal wire 202 is made of a gold (Au) -silver (Ag) alloy, the metal wire 202 may be removed by selectively removing silver (Ag) or gold (Au) through chemical etching. One end of may be formed of nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag) to a predetermined depth.

도 7을 참조하면, 나노다공성 금속을 포함하는 금속 와이어(202)의 일단부에 길이방향을 따라 직경이 줄어드는 뾰족한 팁(200a)을 형성하여 라만 분광용 탐침(200)을 완성한다. 이러한 탐침(200)은 일정한 직경을 가지는 몸체(200b)와 상기 몸체(200b)로부터 연장되어 길이방향으로 직경이 줄어드는 형상을 가지며 그 표면은 나노 다공성 금속으로 형성된 팁(200a)을 포함한다. 상기 팁(200a)의 표면은 나노다공성 금속(예를 들면, 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag))으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 뾰족한 팁(200a)의 형성은 기계적인 가공방법, 전기화학적인 에칭방법 또는 화학적인 에칭 방법을 통해 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 7, the tip of the metal wire 202 including the nanoporous metal is formed with a sharp tip 200a having a diameter reduced in the longitudinal direction to complete the Raman spectroscopic probe 200. The probe 200 has a body 200b having a constant diameter and a shape extending from the body 200b and decreasing in diameter in the longitudinal direction, and the surface of the probe 200 includes a tip 200a formed of nanoporous metal. The surface of the tip 200a may be formed of a nanoporous metal (eg, nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag)). Here, the formation of the pointed tip 200a may be made through a mechanical processing method, an electrochemical etching method or a chemical etching method.

이상과 같이, 2 이상의 금속을 포함하는 금속 와이어(102,202)를 화학적 에칭을 통해 특정 금속을 선택적으로 제거함으로써 라만 효과를 향상시킬 수 있는 팁(100a,200a)의 표면이 나노다공성 금속으로 형성된 탐침을 제작할 수 있다. As described above, the surface of the tip (100a, 200a) that can enhance the Raman effect by selectively removing a specific metal through the chemical etching of the metal wire (102,202) containing two or more metals to the probe formed of nanoporous metal I can make it.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

100,200... 라만 분광용 탐침 100a,200a... 탐침의 팁
100b,200b... 탐침의 몸체 100',200'... 나노기공
102,202... 금속 와이어100,200 ... Probe for Raman spectroscopy 100a, 200a ... Tip of the probe
100b, 200b ... Body of probe 100 ', 200' ... Nanopore
102,202 ... metal wire

Claims (13)

길이 방향을 따라 직경이 줄어드는 형상을 가지며, 적어도 하나의 금속으로 이루어진 팁(tip)을 포함하고,
상기 팁의 표면은 나노다공성(nanoporous) 금속을 포함하는 라만 분광용 탐침. It has a shape that decreases in diameter along the longitudinal direction, and comprises a tip made of at least one metal,
The surface of the tip is a Raman spectroscopy probe comprising a nanoporous metal. 제 1 항에 있어서,
상기 팁의 나노다공성 표면은 2 이상의 금속 중 하나 이상의 금속을 화학적에칭을 통해 제거함으로써 형성되는 라만 분광용 탐침.The method of claim 1,
The nanoporous surface of the tip is formed by removing one or more metals from two or more metals through chemical etching. 제 1 항에 있어서,
상기 팁의 내부는 2 이상의 금속으로 이루어지며, 상기 팁의 표면은 하나 이상의 나노다공성 금속으로 이루어지는 라만 분광용 탐침.The method of claim 1,
The inside of the tip is made of two or more metals, the surface of the tip is made of one or more nanoporous metal probe for Raman spectroscopy. 제 3 항에 있어서,
상기 팁의 내부는 금(Au)-은(Ag) 합금으로 이루어지며, 상기 팁의 표면은 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag)으로 이루어지는 라만 분광용 탐침. The method of claim 3, wherein
The inside of the tip is made of a gold (Au) -silver (Ag) alloy, the surface of the tip is made of nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag) probe for Raman spectroscopy. 제 1 항에 있어서,
상기 팁의 내부도 상기 나노다공성 금속을 포함하는 라만 분광용 탐침.The method of claim 1,
A probe for Raman spectroscopy, wherein the inside of the tip also includes the nanoporous metal. 제 5 항에 있어서,
상기 팁의 내부 및 표면은 하나 이상의 나노다공성 금속으로 이루어지는 라만 분광용 탐침.The method of claim 5, wherein
A probe for Raman spectroscopy, wherein the inside and the surface of the tip are made of at least one nanoporous metal. 2 이상의 금속으로 이루어진 금속 와이어를 준비하는 단계;
상기 금속 와이어의 일단부를 길이방향을 따라 직경이 줄어드는 팁으로 형성하는 단계; 및
상기 팁의 표면을 화학적 에칭을 통해 나노다공성 금속으로 형성하는 단계;를 포함하는 라만 분광용 탐침의 제조방법.Preparing a metal wire made of two or more metals;
Forming one end of the metal wire with a tip having a diameter decreasing in a longitudinal direction; And
Forming the surface of the tip to a nanoporous metal through a chemical etching method of producing a Raman spectroscopy probe comprising a. 제 7 항에 있어서,
상기 팁은 상기 금속 와이어의 일단부를 기계적으로 가공하거나, 화학적으로 또는 전기화학적으로 에칭함으로써 형성되는 라만 분광용 탐침의 제조방법. The method of claim 7, wherein
And the tip is formed by mechanically machining one end of the metal wire or by etching chemically or electrochemically. 제 7 항에 있어서,
상기 팁의 표면을 나노다공성 금속으로 형성하는 단계는 상기 2 이상의 금속 중 하나 이상의 금속을 상기 화학적 에칭을 통해 제거함으로써 수행되는 라만 분광용 탐침의 제조방법.The method of claim 7, wherein
Forming the surface of the tip with a nanoporous metal is performed by removing one or more metals of the two or more metals through the chemical etching. 제 9 항에 있어서,
상기 팁의 내부는 금(Au)-은(Ag) 합금으로 이루어지며, 상기 팁의 표면은 나노다공성 금(Au) 또는 나노다공성 은(Ag)으로 이루어지는 라만 분광용 탐침의 제조방법.The method of claim 9,
The inside of the tip is made of a gold (Au) -silver (Ag) alloy, the surface of the tip is a method for producing a Raman spectroscopy probe consisting of nanoporous gold (Au) or nanoporous silver (Ag). 2 이상의 금속으로 이루어진 금속 와이어를 준비하는 단계;
상기 금속 와이어의 일단부를 화학적 에칭을 통해 나노다공성 금속으로 형성하는 단계; 및
상기 금속 와이어의 일단부를 길이방향을 따라 직경이 줄어드는 팁으로 형성함으로써 상기 팁의 표면을 상기 나노다공성 금속으로 형성는 단계;를 포함하는 라만 분광용 탐침의 제조방법.Preparing a metal wire made of two or more metals;
Forming one end of the metal wire into the nanoporous metal through chemical etching; And
And forming a surface of the tip with the nanoporous metal by forming one end of the metal wire with a tip having a diameter decreasing in a longitudinal direction. 제 11 항에 있어서,
상기 금속 와이어의 일단부를 나노다공성 금속으로 형성하는 단계는 상기 2 이상의 금속 중 하나 이상의 금속을 상기 화학적 에칭을 통해 제거함으로써 수행되는 라만 분광용 탐침의 제조방법.The method of claim 11,
Forming one end of the metal wire with a nanoporous metal is performed by removing one or more metals of the two or more metals through the chemical etching. 제 11 항에 있어서,
상기 팁은 상기 금속 와이어의 나노다공성 금속으로 이루어진 일단부를 기계적으로 가공하거나, 화학적으로 또는 전기화학적으로 에칭함으로써 형성되는 라만 분광용 탐침의 제조방법. The method of claim 11,
The tip is a method for producing a Raman spectroscopic probe is formed by mechanically processing, chemically or electrochemically etching one end of the nanoporous metal of the metal wire.
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