나노측정 주사 탐침 현미경, 원자현미경
페이지 정보
- 용어
- 주사 탐침 현미경, 원자현미경
- 요약
- 아주 작은 탐침을 시료 표면에 근접시키고 시료표면을 따라 주사(走査; scan)하면서 각 부위의 높낮이 및 여러 가지 물리적 특성을 나노 미터 단위로 측정하는 장치로서 AFM, STM, EFM, MFM 등을 총칭하는 광의(廣義)의 원자 현미경
- 참고문헌
- - Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy by R. Wiesendanger, Cambridge University Press (1994)
- Scanning Tunneling Microscopy I H. -J. Guntherodt, R. Wiesendanger (Eds.) Springer-Verlag Berlin Heidelberg (1992)
- G. Binnig, C. F. Quate, and Ch. Ger - 분류
- 나노측정 > 원자현미경
본문
SPM은 아주 작은 탐침을 시료표면에 근접시키고 시료표면을 따라 주사(走査; scan)하면서 각 지점에서 탐침에 의해 감지된 시료의 높낮이 및 각종 물리적 특성을 기록하여 영상화시키는 장치이다. 탐침의 종류 및 측정 방식에 따라 측정되는 특성이 다양하며 이를 체계적으로 나타낸 것이 윗 그림이다. 원자현미경의 큰 줄기는 STM(Scanning Tunneling Microscope)과 AFM(Atomic Force Microscope)으로 나뉘며 AFM은 다시 접촉식(C-AFM)과 비접촉식(NC-AFM)으로 나뉜다.
STM의 파생 기법으로 STS(Scanning Tunneling Spectroscopy)가 있다. STS는 전자의 상태밀도(density of states)와 같은 국소전자구조(local electronic structure)를 알아내는데 쓰인다.
접촉식 AFM의 파생 기법으로는 시료의 마찰계수를 재는 LFM(Lateral Force Microscope)이 있으며 접촉식 AFM에 온도센서, 전기용량센서를 부착시키면 각각 SThM(Scanning Thermal Microscope), SCM(Scanning Capacitance Microscope)이 된다.
비접촉식 AFM은 탐침이 달려 있는 캔틸레버를 일정한 주파수로 진동시키되 탐침이 시료를 전혀 접촉하지 않으면서 측정하는 진정한 의미에서의 비접촉모드 뿐만 아니라, 탐침이 시료표면을 톡톡 쪼는 태핑보드(tapping mode), 그리고 아예 탐침이 시료표면에 접촉한 상태에서 탐침 또는 시료를 진동시키는 다이내믹 접촉모드(dynamic-contact mode)를 망라하기 때문에 근래에는 비접촉식 AFM이라고 하기 보다 포괄적 의미를 갖는 DFM(Dynamic Force Microscope)이라고 부른다.
DFM의 파생기법으로 자기력을 재는 MFM(Magnetic Force Microscope)과 정전기력을 응용한 EFM(Electrostatic Force Microscope)이 있으며 탐침과 시료를 접촉한 상태에서 측정하는 DC-EFM(Dynamic Contact EFM)도 있다. PFM(Pulsed Force Mode)은 FMM(Force Modulation Microscope)의 파생기법으로 시료의 경도와 점착성(adhesion)을 모두 측정할 수 있다. NSOM(Near-field Scanning Optical Microscope)은 주로 광섬유(optical fiber)를 뾰족하게 만든 탐침을 사용하는데 시료의 광학적 특성을 빛의 파장보다 훨씬 작은 분해능(~50nm)으로 알아낼 수 있다.
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