아조벤젠 고분자 박막에서의 효과적인 표면부조격자 형성

Abstract

광기능성 물질인 아조벤젠 고분자에서 광유도에 의해 형성되는 표면부조격자는 광기록, 광학부품 등 여러가지 응용이 가능하다. 본 논문에서는 표면부조격자를 효과적으로 형성하기 위한 여러가지 방법을 제시하였고, 그 특성을 연구하였다. 고분자 시료로는 CEMA-MMA, PDR13, SE-AEC-MMA를 사용하였고, 이러한 아조 고분자가 화학적, 광학적으로 어떤 특성을 가지는지에 대해서 2장에서 설명하였다. 3장과 4장에서는 표면부조격자 형성을 향상시키기 위해 표면 플라즈몬을 사용하는 방법을 제시하였다. 표면 플라즈몬의 생성원리, 침투 깊이, 진행거리 등 이론적인 설명과 함께 그런 표면 플라즈몬을 사용하기 위해 금 나노 입자를 도입하였고, 금 나노 입자로 인해 발생되는 국부적인 표면 플라즈몬이 표면부조격자 형성에 도움을 준다는 것을 확인 하였다. 표면 플라즈몬을 이용하는 방법으로는 금 나노 입자를 고분자 용액과 혼합하는 방법과 금 입자 층을 이용하는 두가지 방법을 제안하였고, 금 입자층을 이용하여 3.3배정도의 표면부조격자 깊이의 증강 효과를 확인 하였다. 5장에서는 광 이성화 과정을 활성화하기 위하여 기록빔과 간섭하지 않는 보조빔을 사용하였고, p편광, s편광, 원편광의 보조빔이 표면부조격자에 미치는 영향에 대해서 분석하였다. 또한 광 이성화를 보다 활성화 시키는 시점이 변화할 때에 대한 표면부조격자의 형성 특성에 대해서도 분석하였다. 본 실험 결과는 아조 고분자에서의 표면부조격자를 응용하는데 도움을 줄 뿐만 아니라, 형성 메커니즘을 밝히는데 중요한 단서를 제공할 것이며, 이에 대한 연구가 계속될 것이다.; Surface relief gratings on azobenzene polymer films can be applied to various applications, such as optical data storage, optical information processing, optical devices and so on. In this study, various methods to form the surface relief gratings more efficiently are suggested. And their characteristics are studied. Various kinds of polymers, such as CEMA-MMA, PDR13, SE-AE-MMA were used as the samples. Chemical and optical properties of these polymers are explained in chapter 2. In chapter 3 and 4, surface plasmon method was suggested for helping the formation of surface relief grating. Fundamental charicateristics of the surface plasmon, such as generation principle, penetration depth, propagation length and field enhancement were summarized in chapter 3. Localized surface plasmon by using gold nano particles was used, and it is comfirmed that localized surface plasmon help the formation of surface relief gratings. A mixture method and a layer method were suggested. And in the later method, the enhancement rate of surface relief grating height was about 3.3 times. In chapter 5, activation of photo isomerization was used for helping the formation of SRGs. For activation of photo isomerization, incoherent assisting beam against writing beam were used, and various polarizations such as p, s and circularly polarization beam, was used as assisting beam. When the period of activation was changed, characteristics of SRG formation were analyzed.