Ag 표면에 흡착한 biphenyl-4,4’-dithiol (BPDT)와 biphenyl-4,4’-dicarboxylic acid (BPDC) 분자의 surface-enhanced Raman scattering (SERS) 연구

국문 초록 (Abstract)

분자소자 분야에 응용되는 biphenyl-4,4’-dicarboxylic acid (BPDC)와 biphenyl-4,4’-dithiol (BPDT) 분자들의 은 필름에서의 흡착 배향 및 구조를 표면 증강 라만산란 (SERS) 분광법을 이용하여 조사하였다. 측정된 분자들의 SERS 스펙트럼들은 Density Functional Theory (DFT) 계산 결과와 고체상과 염기성 용액에서의 분자들의 정규 Raman 스펙트럼들을 참조하여 진동 피크들을 배정하였다.
BPDC 분자는 분자 내 두 페닐기의 carboxyl groups이 carboxylates 형태로 은 표면에 흡착함으로서 carboxylates 진동 모드들의 큰 선폭 증가로 나타났다. 염기성 용액에서 BPDC 분자의 정규 Raman 스펙트럼에서 3,074 cm-1에 나타나는 C-H 신축 모드가 SERS 스펙트럼에서 소실된다는 점은 electromagnetic enhancement (EM) 이론의 표면 선택 규칙으로 부터 분자가 은 표면에 평행하게 흡착하는 것을 의미한다. 더욱이 ring breathing 진동 모드의 약간의 red-shift와 선폭 증가는 BPDC 분자의 π-시스템과 은 표면의 상호 작용의 결과로 해석된다. BPDT의 경우 정규 Raman 스펙트럼에서 2,557 cm-1에 나타나는 S-H 신축 진동 피크가 없어지고, 547 cm-1의 C-S 신축 진동 피크가 SERS 스펙트럼에선 red-shift와 선폭 증가가 관측된다는 점은 두 페닐기의 thiol groups이 thiolates 형태로 은 표면에 평행하게 흡착함을 보여준다. 또한 3,068 cm-1에서 나타나는 C-H 신축 진동 피크의 SERS 스펙트럼에서의 소실과 페닐기 관련 진동 모드 크기 변화로 부터 BPDT 분자는 은 표면에 페닐기 역시 평행하게 흡착한다는 것을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Spectra of biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid (BPDC) and biphenyl-4,4'-di
thiol (BPDT) adsorbed on chemically prepared Ag island film have been measured by surface-enhanced Raman scattering (SERS), respectively. Absence of C-H stretching bands in both SERS spectra reveals parallel orientation of biphenyl rings against the Ag surface and broadened, red-shifted ring bands suggest that adsorption should take place through interaction of π-systems of the phenyl rings with Ag. In addition, the adsorption of BPDC on Ag through both carboxylate groups has been identified from investigation of the carboxylate vibrational bands in the spectra. Similarly, for biphenyl-4,4'-dithiol, vibrational bands of S-H stretching and C-H stretching at 2,557, 3,068 cm-1 in solid state are absent in SERS spectra and the observed indicates the adsorption on Ag through the two S-Ag bonds with flat orientation via π-system of two phenyl rings.

목차 (Table of Contents)

• Chemical Abbreviations
• I. 서론 1
• II. 실험
• 1. Chemical Ag film 제조방법 3
• 2. Raman 분광 장치 5
• Ⅳ. 실험결과 및 고찰
• 1. BPDC (biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid) 7
• 2. BPDT (biphenyl-4,4'-dithiol) 13
• V. 결론 19