플라스몬

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1. 개요
2. 유도
3. 플라스몬의 특성
- 3.1. 플라스몬 에너지
4. 표면 플라스몬
- 4.1. 표면 플라스몬 공명
- 4.2. 응용 분야
5. 플라스몬-솔리톤
6. 응용 분야
참조

1. 개요

플라스몬은 금속 내 자유 전자들의 집단적인 진동 현상으로, 금속의 광학적 성질에 중요한 영향을 미친다. 플라스몬은 빛의 진동수에 따라 반사, 투과, 흡수되며, 금속의 색상 결정에도 기여한다. 플라스몬의 에너지는 전자 밀도, 기본 전하, 전자 질량, 진공 유전율 등을 통해 계산할 수 있으며, 1952년 데이비드 파인스와 데이비드 보움에 의해 처음 제안되었다.

표면 플라스몬은 금속 표면에 속박된 플라스몬이 빛과 상호작용하여 생성되는 폴라리톤으로, 표면 플라스몬 공명 현상을 통해 물질의 색상 제어, 생화학적 센서, 광학 리소그래피, 컴퓨터 칩 정보 전송 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 또한 플라스몬은 유기 발광 다이오드 효율 개선, 태양 전지 효율 향상, 풀 컬러 홀로그램 제작 등에도 활용된다. 플라스몬-솔리톤은 플라스몬 모드와 솔리톤 해를 결합한 것으로, 플라즈몬 도파관에서 1차원 고독파 전파를 가능하게 한다.

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플라스몬
개요
명칭	플라스몬
영어 명칭	Plasmon
설명	응축 물질 내 전하 밀도 요동의 준입자
상세 정보
정의	플라스마 진동의 양자화된 표현
설명	플라스몬은 금속과 같은 고체 내에서 일어나는 전하 밀도 진동의 준입자이다. 플라스마 진동은 자유 전자 밀도가 진동하는 현상으로, 플라스몬은 이러한 진동을 양자화한 것이다. 플라스몬은 전자기파와 금속 표면의 자유 전자 간의 상호 작용에 의해 발생할 수 있다. 표면 플라스몬은 금속과 유전체 사이의 경계면을 따라 전파되는 플라스몬이다.
응용 분야	표면 플라스몬 공명(SPR) 센서: 생체 분자 검출, 환경 모니터링 등에 사용 플라스모닉스: 플라스몬을 이용한 광학 소자, 고해상도 이미징 등에 활용 표면 증강 라만 분광법(SERS): 플라스몬에 의한 신호 증폭을 이용하여 분자 검출
관련 용어	플라스마 표면 플라스몬 표면 플라스몬 공명 (SPR) 플라스모닉스

2. 유도

플라스몬은 금속의 드루드 모형에 의해 설명된다. 금속은 양전하를 띤 이온의 3차원 결정으로 간주되는데, 각각의 금속 원자로부터 자유로운 전자들이 이온화된 금속 표면의 주기적인 전도띠를 움직이게 된다.

이러한 전자들의 진동으로 발생한 플라스몬은 금속의 광학적 성질에 중요한 역할을 한다. 예를 들어 플라스마 진동수보다 작은(느린) 진동수의 빛은 그 전기장을 금속 표면의 전자들이 가리게 되므로 반사되며, 플라스마 진동수보다 높은(빠른) 진동수의 빛은 투과하게 된다. 구리나 금과 같이 많은 금속에서 플라스마 진동수는 자외선 대역이므로 대부분의 가시광선은 반사되며, 그 때문에 많은 금속은 반짝거리는(반사되는) 특성을 지니게 된다. 그리고 특정 진동수 대역의 빛은 에너지 대에 흡수되어 그 빛과 대비되는 다른 대역의 빛이 금속의 색상을 결정하게 된다.

플라스몬의 에너지는 다음과 같이 자유전자 모형으로 계산할 수 있다.

: $E_{p} = \hbar \sqrt{\frac{n e^{2}}{m\epsilon_0}}$

: $n$ 은 전자 밀도이며, $e$ 는 기본 전하, $m$ 은 전자의 질량, 그리고 $\epsilon_0$ 은 진공의 유전율을 뜻한다.

플라스몬은 1952년 데이비드 파인스와 데이비드 보움에 의해 처음 제안되었으며^[1], 장거리 전자-전자 상관 관계에 대한 해밀토니안에서 발생한다는 것이 밝혀졌다.^[2]

플라스몬은 고전적인 플라즈마 진동의 양자화이므로, 대부분의 특성은 맥스웰 방정식으로부터 직접 유도될 수 있다.^[3] 플라즈마 진동수를 $\omega_p$ 라고 하면, 플라즈몬의 에너지는 $\hbar\omega_p$ 이다.^[33] 플라즈몬은 절연체, 금속, 반도체, 준금속 외에도, 큰 원자나 분자에서 관측되고 있다. 반도체나 준금속 내의 자유 캐리어에 의한 플라즈몬의 에너지는 0.01eV~0.1eV 정도이다. 극성 반도체의 플라즈마파는 종파의 광학 포논과 함께 결합 모드를 형성한다. 강자장 내의 반도체나 준금속에서는 자기 플라즈마에 관한 다채로운 모드가 발생한다. 이러한 모드의 여기는 광반사나 라만 산란에 의해 연구되고 있다. 일반적인 고체에서, 원자가전자대를 채우는 모든 전자에 의한 플라즈몬의 에너지는 10eV 정도이다. 거의 자유 전자 근사가 적용될 수 있는 금속이나 반도체 결정에서는, 플라즈마 진동수는 자유 전자 집단에 의한 것과 거의 같으며, $\sqrt{4\pi n_Ve^2/m_0}$ 로 주어진다( $n_V$ 는 원자가 전자의 밀도, $m_0$ 는 자유 전자의 질량). Si, Al, Mg, Be, 알칼리 금속 등이 이에 해당한다. 원자가 전자 플라즈몬은 X선의 비탄성 산란이나 고속 전자 (1-10keV)의 에너지 손실 스펙트럼에 의해 관측할 수 있다. 진공 자외선 영역에 이르는 넓은 파장 영역의 광 반사 스펙트럼을 크라머스-크로니히 관계에 의해 유전 함수 역수의 허수부에 변환하면, 플라즈몬의 여기 스펙트럼을 볼 수 있다^[34]。

3. 플라스몬의 특성

플라스몬은 금속의 드루드 모형으로 설명된다. 금속은 양전하를 띤 이온의 3차원 결정으로, 각 금속 원자의 자유 전자는 이온화된 금속 표면의 주기적인 전도띠를 움직인다.

이러한 전자들의 진동으로 발생한 플라스몬은 금속의 광학적 성질에 중요한 역할을 한다. 플라스마 진동수보다 낮은 진동수의 빛은 금속 표면의 전자들이 가리게 되어 반사되고, 플라스마 진동수보다 높은 진동수의 빛은 투과된다. 구리나 금과 같이 많은 금속에서 플라스마 진동수는 자외선 대역이므로 대부분의 가시광선은 반사되어 반짝거리는 특성을 띈다. 특정 진동수 대역의 빛은 에너지 대에 흡수되어 그 빛과 대비되는 다른 대역의 빛이 금속의 색상을 결정한다.

플라스몬은 1952년 데이비드 파인스와 데이비드 보움에 의해 처음 제안되었으며,^[1] 장거리 전자-전자 상관 관계에 대한 해밀토니안에서 발생한다는 것이 밝혀졌다.^[2] 플라스몬은 고전적인 플라즈마 진동의 양자화이므로, 대부분의 특성은 맥스웰 방정식으로부터 직접 유도될 수 있다.^[3]

플라즈몬은 고전적인 관점에서 금속 내 고정된 양이온에 대한 전자 밀도의 진동으로 설명할 수 있다. 플라즈마 진동을 시각화하기 위해, 오른쪽을 가리키는 외부 전기장에 놓인 금속 큐브를 상상해 보자. 전자는 금속 내부의 전기장을 상쇄할 때까지 왼쪽으로 이동한다(오른쪽의 양이온을 노출시키면서). 전기장이 제거되면 전자는 서로 반발하고 오른쪽에서 노출된 양이온에 끌려 오른쪽으로 이동한다. 그들은 플라즈마 주파수에서 에너지가 어떤 종류의 전기 저항 또는 감쇠비로 손실될 때까지 앞뒤로 진동한다. 플라즈몬은 이러한 종류의 진동의 양자화이다.

절연체, 금속, 반도체, 준금속 외에도, 큰 원자나 분자에서도 플라스몬이 관측된다. 극성 반도체의 플라즈마파는 종파의 광학 포논과 함께 결합 모드를 형성한다. 강자장 내의 반도체나 준금속에서는 자기 플라즈마에 관한 다채로운 모드가 발생한다. 이러한 모드의 여기는 광반사나 라만 산란에 의해 연구되고 있다. 원자가 전자 플라즈몬은 X선의 비탄성 산란이나 고속 전자 (1-10keV)의 에너지 손실 스펙트럼을 통해 관측할 수 있다. 진공 자외선 영역에 이르는 넓은 파장 영역의 광 반사 스펙트럼을 크라머스-크로니히 관계에 의해 유전 함수 역수의 허수부로 변환하면, 플라즈몬의 여기 스펙트럼을 볼 수 있다.^[34]

금속 나노 입자에서는 플라즈몬이 표면에 국한되므로 '''표면 (국재) 플라즈몬'''이라고도 불린다. 특히 금 콜로이드와 같은 금속 나노 입자에서는 가시-근적외선 영역의 광전장과 플라즈몬이 커플링하여 광흡수가 일어나 선명한 색조를 나타낸다. 이 현상이 표면 (국재) 플라즈몬 공명^[35]이며, 국소적으로 현저하게 증강된 전장도 발생한다. 즉, 광 에너지가 표면 플라즈몬으로 변환됨으로써 금속 나노 입자 표면에 빛의 에너지가 축적될 뿐만 아니라 빛의 회절 한계보다 작은 영역에서 광 제어가 가능하게 된다는 것을 의미한다. 또한, 입자 형상이나 주변 매질의 유전율에 의존하는 공명 파장이 있다.

표면 플라즈몬은 표면 증강 라만 분광법에서 역할을 할 수 있으며, 금속 회절 격자(우드의 이상 현상)의 회절 이상 현상을 설명하는 데 사용될 수 있다. 표면 플라즈몬 공명은 생화학자들이 수용체에 결합하는 리간드의 메커니즘과 속도론(즉, 효소에 결합하는 기질)을 연구하는 데 사용된다. 다중 매개변수 표면 플라즈몬 공명은 분자 상호 작용뿐만 아니라 나노층 특성, 흡착된 분자, 고분자층 또는 그래핀의 구조적 변화를 측정하는 데 사용할 수 있다.

표면 플라즈몬은 금속의 X선 방출 스펙트럼에서도 관찰될 수 있다. 금속의 X선 방출 스펙트럼에서 표면 플라즈몬에 대한 분산 관계가 파생되었다(Harsh and Agarwal).^[13]

고딕 건축 스테인드 글라스 장미창 (노트르담 대성당). 일부 색상은 금 나노 입자의 콜로이드에 의해 얻어졌다.

최근에는 표면 플라즈몬이 재료의 색상을 제어하는 데 사용되었다.^[14] 이는 입자의 모양과 크기를 제어하면 그 안으로 결합되어 전파될 수 있는 표면 플라즈몬의 유형이 결정되기 때문이다. 결과적으로, 이는 표면과 빛의 상호 작용을 제어한다. 이러한 효과는 중세 대성당을 장식하는 역사적인 스테인드 글라스에서 볼 수 있다. 일부 스테인드 글라스 색상은 고정된 크기의 금속 나노 입자에 의해 생성되며, 이는 광학장과 상호 작용하여 유리에 생생한 빨간색을 부여한다. 현대 과학에서 이러한 효과는 가시광선과 마이크로파 방사선 모두에 대해 설계되었다. 마이크로파 범위에서는 재료 표면과 샘플을 기계적으로 생산할 수 있기 때문에 패턴이 몇 센티미터 정도인 경향이 있어 많은 연구가 먼저 진행된다. 광학 범위 표면 플라즈몬 효과를 생성하려면 400 nm 이하의 특징을 가진 표면을 만들어야 하는데, 이는 훨씬 더 어렵고 최근에야 안정적으로 또는 사용 가능한 방식으로 수행하는 것이 가능해졌다.

최근에는 그래핀도 근거리장 적외선 광학 현미경 기술^[15]^[16] 및 적외선 분광법을 통해 관찰된 표면 플라즈몬을 수용하는 것으로 나타났다.^[17] 그래핀 플라즈모닉스의 잠재적 응용 분야는 주로 광학 변조기, 광 검출기, 바이오센서와 같은 테라헤르츠에서 중적외선 주파수에 적용되었다.^[18]

이러한 금속 나노 입자와 빛의 상호 작용은 광 과학 기술 분야에서 주목받고 있으며, 표면 플라즈몬의 설계, 제어, 응용 기술은 전자 공학 및 포토닉스에 대응하여 플라즈모닉스라고 불린다.

3. 1. 플라스몬 에너지

플라스몬 에너지는 자유전자 모형으로 다음과 같이 추정할 수 있다.^[33]

:

E_{p} = \hbar \sqrt{\frac{n e^{2}}{m\epsilon_0}}

여기서

n

은 전도 전자 밀도,

e

는 기본 전하,

m

은 전자 질량,

\epsilon_0

는 진공 유전율,

\hbar

는 환산 플랑크 상수,

\omega_{\rm p}

는 플라스몬 진동수이다. 플라스마 진동수를

\omega_p

라고 하면, 플라스몬의 에너지는

\hbar\omega_p

이다.^[33]

플라스몬은 금속과 반도체의 광학적 특성에서 매우 중요한 역할을 한다. 플라즈마 진동수 이하의 빛의 주파수는 물질의 전자가 빛의 전기장을 차폐하기 때문에 물질에 의해 반사된다. 플라즈마 진동수 이상의 주파수를 가진 빛은 물질의 전자가 빛을 차폐할 만큼 빠르게 반응할 수 없기 때문에 물질을 통과한다.

구리^[4]와 금^[5]은 가시광선 영역에서 전자간 전이 현상을 보이며, 이로 인해 특정 빛 에너지(색상)가 흡수되어 독특한 색상을 띈다. 반도체의 경우, 원자가 전자 플라스몬 진동수는 일반적으로 깊은 자외선 영역에 있으며, 전자간 전이는 가시광선 영역에서 발생하여 특정 빛 에너지(색상)를 흡수하여 독특한 색상을 띈다.^[6]^[7]

반도체나 준금속 내의 자유 캐리어에 의한 플라스몬의 에너지는 0.01~0.1eV 정도이다. 일반적인 고체에서, 원자가전자대를 채우는 모든 전자에 의한 플라스몬의 에너지는 10eV 정도이다. 거의 자유 전자 근사가 적용될 수 있는 금속이나 반도체 결정에서는, 플라스마 진동수는 자유 전자 집단에 의한 것과 거의 같으며,

\sqrt{4\pi n_Ve^2/m_0}

로 주어진다(

n_V

는 원자가 전자의 밀도,

m_0

는 자유 전자의 질량). Si, Al, Mg, Be, 알칼리 금속 등이 이에 해당한다.^[34]

4. 표면 플라스몬

표면 플라스몬은 금속 표면에 속박되어 있는 플라스몬이 입사된 빛과 강하게 상호작용하여 만들어지는 폴라리톤이다.^[10] 이는 진공이나 양의 유전상수를 지닌 물질(유전체)과 음의 유전상수를 갖는 금속 경계면에서 주로 발생한다.

일반적으로 빛의 특정 주파수에서 유전율의 실수부가 음수인 금속(주로 은이나 금)과 유전체(공기, 이산화 규소 등)의 경계면에서 발생한다. 이때 음의 유전율 영역에서 유전율 실수부의 크기는 양의 유전율 영역의 유전율 크기보다 커야 표면 플라스몬이 존재한다.^[11]

표면 플라스몬은 평평한 표면뿐만 아니라 입자, 직사각형 스트립, V자형 홈, 실린더 등 다양한 구조의 경계면에서도 존재할 수 있다. 특히 빛의 회절 한계 이하로 빛을 가둘 수 있어 다양한 구조에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어 구리와 니켈 다층 시스템은 플라즈몬 물질처럼 사용될 수 있으며, 니켈층은 구리층의 산화를 방지하는 역할을 한다.^[12]

표면 플라스몬은 표면 증강 라만 분광법에서 역할을 할 수 있으며, 금속 회절 격자의 회절 이상 현상(우드의 이상 현상)을 설명하는 데 사용될 수 있다. 또한 금속의 X선 방출 스펙트럼에서도 관찰될 수 있다.^[13]

4. 1. 표면 플라스몬 공명

표면 플라스몬은 금속 표면에 속박되어 있는 플라스몬이 입사된 빛과 강하게 상호작용하여 만든 폴라리톤이다.^[10] 진공이나 양의 유전상수를 지닌 물질(유전체)과의 경계면에서 주로 발생하며, 음의 유전상수를 갖는다. 가시광선 파장에서 표면 플라스몬을 지원하는 경계면은 종종 은이나 금과 같은 금속이 공기 또는 이산화 규소와 같은 유전체와 접촉하여 형성된다. 재료 선택에 따라 빛의 제한 정도와 전파 거리에 큰 영향을 줄 수 있다.

표면 플라스몬 공명은 생화학에서 효소와 기질의 결합 등 리간드와 수용체의 결합 메커니즘을 연구하는 데 주로 이용된다.^[11] 다중 매개변수 표면 플라즈몬 공명은 분자 상호 작용뿐만 아니라 나노층 특성, 흡착된 분자, 고분자층, 그래핀의 구조적 변화를 측정하는 데에도 사용된다.

최근에는 표면 플라스몬이 물질의 색상을 조절하는 데 이용되기도 한다.^[14] 표면 미세구조를 변경하면 표면 플라스몬의 종류가 바뀌어 물질이 흡수하는 빛의 색상도 바뀌기 때문이다. 이러한 효과는 중세 성당을 장식하는 스테인드 글라스에서 볼 수 있다.

일부 스테인드 글라스 색상은 고정된 크기의 금속 나노 입자가 광학장과 상호 작용하여 유리에 생생한 빨간색을 부여하는 방식으로 만들어진다.

금속 나노 입자에서는 플라스몬이 표면에 국한되므로 '''표면 (국재) 플라스몬'''이라고도 부른다. 특히 금 콜로이드와 같은 금속 나노 입자에서는 가시-근적외선 영역의 광전장과 플라스몬이 커플링하여 광흡수가 일어나 선명한 색조를 나타낸다. 이 현상이 표면 (국재) 플라스몬 공명^[35]이며, 국소적으로 현저하게 증강된 전장도 발생한다.

4. 2. 응용 분야

표면 플라스몬은 금속 표면에 속박된 플라스몬이 입사된 빛과 강하게 상호작용하여 만들어지는 폴라리톤이다.^[10] 이는 주로 진공이나 양의 유전상수를 가진 물질(유전체)과 음의 유전상수를 갖는 금속의 경계면에서 발생한다.

표면 플라스몬의 공명은 생화학에서 효소와 기질의 결합 등 리간드와 수용체의 결합 메커니즘을 연구하는 데 이용된다.^[14] 다중 매개변수 표면 플라즈몬 공명은 분자 상호 작용뿐만 아니라 나노층 특성, 흡착된 분자, 고분자층, 그래핀의 구조적 변화를 측정하는 데 사용될 수 있다.

최근에는 표면 플라스몬을 이용하여 물질의 색상을 조절하는 기술이 연구되고 있다. 표면 미세구조를 변경하면 표면 플라스몬의 종류가 바뀌고, 이에 따라 물질이 흡수하는 빛의 색상도 바뀐다.^[14] 예를 들어, 스테인드 글라스의 일부 색상은 금속 나노입자에 의해 생성되며, 이는 광학장과 상호 작용하여 유리에 생생한 빨간색을 부여한다.

그래핀도 표면 플라즈몬을 가질 수 있으며, 이를 활용한 광학 변조기, 광 검출기, 바이오센서 등의 응용 분야가 연구되고 있다.^[18]

플라스몬 흡수 및 방출 피크의 위치와 강도는 분자 흡착에 영향을 받으므로, 이를 분자 센서에 활용할 수 있다. 예를 들어, 금층의 흡수 변화를 감지하여 우유 속 카제인을 검출하는 장치가 개발되었다.^[19]

플라스몬은 컴퓨터 칩에서 정보를 전송하는 수단으로도 고려되고 있다. 플라즈몬은 기존 전선보다 훨씬 높은 주파수(100 THz 범위)에서 작동할 수 있기 때문이다. 하지만 이를 위해서는 플라즈몬스토어라는 플라즈몬 기반 증폭기가 개발되어야 한다.^[20]

또한, 플라즈몬은 고해상도 리소그래피 및 현미경 검사에 활용될 수 있으며, 실험 환경에서 성공적인 시연이 이루어졌다.

표면 플라즈몬은 빛을 매우 작은 크기로 가두는 능력이 있어 다양한 새로운 응용 분야에 활용될 수 있다. 예를 들어, 콜로이드 필름의 두께 측정, 단백질 결합 이벤트 스크리닝 및 정량화 등에 사용된다. Biacore와 같은 회사는 이러한 원리로 작동하는 기기를 상용화했다. 로레알 등에서는 화장품 개선을 위해 광학 표면 플라즈몬을 연구하고 있다.^[21]

2009년, 한국 연구팀은 플라즈몬을 이용하여 유기 발광 다이오드 효율을 크게 개선하는 방법을 발견했다.^[22]

IMEC을 중심으로 한 유럽 연구 그룹은 금속 나노 구조(플라즈몬 효과 사용)를 통합하여 태양 전지 효율과 비용을 개선하기 위한 연구를 진행하고 있다.^[23]

금속 나노 입자에서는 플라즈몬이 표면에 국한되는데, 이를 '''표면 (국재) 플라즈몬'''이라고 한다. 금 콜로이드와 같은 금속 나노 입자에서는 가시-근적외선 영역의 광전장과 플라즈몬이 커플링하여 광흡수가 일어나 선명한 색조를 나타낸다. 이러한 현상을 표면 (국재) 플라즈몬 공명이라 하며^[35], 국소적으로 증강된 전장이 발생한다. 즉, 광 에너지가 표면 플라즈몬으로 변환되어 금속 나노 입자 표면에 축적되고, 빛의 회절 한계보다 작은 영역에서 광 제어가 가능해진다.

5. 플라스몬-솔리톤

플라스몬-솔리톤은 수학적으로 플라스몬 모드와 고독파 해를 모두 고려한 금속-비선형 매질에 대한 비선형 진폭 방정식의 하이브리드 해를 의미한다. 반면에 솔리플라즈몬 공명은 공명 상호 작용의 결과로 표면 플라즈몬 모드와 공간 솔리톤을 결합한 준입자로 간주된다.^[26]^[27]^[28]^[29] 플라즈몬 도파관에서 1차원 고독파 전파를 달성하기 위해 표면 플라즈몬이 계면에 국한되어야 하는 반면, 전계 포락선의 측면 분포도 변하지 않아야 한다.

그래핀 기반 도파관은 넓은 유효 면적과 막대한 비선형성으로 인해 하이브리드 플라스몬-솔리톤을 지원하는 데 적합한 플랫폼이다.^[30] 예를 들어, 그래핀-유전체 이종 구조에서 고독파의 전파는 회절과 비선형성 간의 경쟁으로 인해 고차 솔리톤 또는 이산 솔리톤의 형태로 나타날 수 있다.^[31]^[32]

6. 응용 분야

플라스몬 흡수 및 방출 피크의 위치와 강도는 분자 흡착에 의해 영향을 받으며, 이는 분자 센서에 사용될 수 있다. 예를 들어, 우유 속 카제인을 감지하는 완전히 작동하는 장치가 프로토타입으로 제작되었으며, 금층의 흡수 변화를 감지하는 것을 기반으로 한다.^[19] 금속 나노 입자의 국소 표면 플라즈몬은 다양한 종류의 분자, 단백질 등을 감지하는 데 사용될 수 있다.

플라스몬은 컴퓨터 칩에서 정보를 전송하는 수단으로 고려되고 있는데, 플라스몬이 훨씬 더 높은 주파수(100 THz 범위까지)를 지원할 수 있기 때문이다. 기존 전선은 수십 기가헤르츠(GHz)에서 손실이 매우 커진다. 그러나 플라즈몬 기반 전자 장치가 실용화되려면 트랜지스터와 유사한 플라즈몬 기반 증폭기인 플라즈몬스토어가 개발되어야 한다.^[20]

플라즈몬은 또한 매우 짧은 파장으로 인해 고해상도 리소그래피 및 현미경 검사에 대한 수단으로 제안되었으며, 이 두 응용 분야 모두 실험 환경에서 성공적인 시연을 보였다.

표면 플라즈몬은 빛을 매우 작은 크기로 가두는 독특한 능력을 가지고 있어 많은 새로운 응용 분야를 가능하게 할 수 있다. 표면 플라즈몬은 표면에서 전파되는 물질의 특성에 매우 민감하다. 이는 콜로이드 필름에서 단분자층의 두께를 측정하고 단백질 결합 이벤트를 스크리닝하고 정량화하는 데 사용되었다. Biacore와 같은 회사는 이러한 원리로 작동하는 기기를 상용화했다. 광학 표면 플라즈몬은 로레알(L'Oréal) 등에서 화장품 개선을 위해 연구되고 있다.^[21]

2009년, 한국 연구팀은 플라즈몬을 사용하여 유기 발광 다이오드 효율을 크게 개선하는 방법을 발견했다.^[22]

IMEC을 선두로 한 유럽 연구 그룹은 금속 나노 구조(플라즈몬 효과 사용)를 통합하여 태양 전지 효율과 비용을 개선하기 위한 연구를 시작했다. 다양한 유형의 태양 전지(결정질 실리콘(c-Si), 고성능 III-V, 유기 및 염료 감응)로 빛의 흡수를 향상시킬 수 있다.^[23] 그러나 플라즈몬 광전지 장치가 최적으로 작동하려면 초박형 투명 전도성 산화물이 필요하다.^[24]

''플라즈모닉스''를 사용한 풀 컬러 홀로그램이 시연되었다.^[25]

참조

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_[35] 문서 "{{lang-en-short|surface plasmon resonance}}、略称：SPR"

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