표면 특성 측정을 위한 현미경의 종류와 원리

소개글

표면 특성 측정을 위한 현미경의 종류와 원리

목차

1. Scanning Probe Microscope 이란?
1-1. SPM의 스캐너
1-2. 스캐너 구조와 작동
1-3. 스캐너의 본질적인 문제점들.
1-3-1. Intrinsic 비선형성
1-3-2. Hysteresis
1-3-3. Creep
1-3-4. Aging
1-3-5. Cross Coupling
1-4. 스캐너 문제점들의 해결방법
1-4-1. Software correction
1-4-2. Hardware correction
1-4-3. 광학기법 Optical Techniques
1-4-4. 정전용량기법 Capacitive Techniques
1-4-5. Strain-gauge Techniques
1-5. Scanner선형성 테스트
1-5-1. Instrinsic nonlinearity
1-5-2. Hysteresis
1-5-3. creep
1-5-4. Aging
1-5-6. Step Profile

2. STM(Scanning Tunneling Microscope)

3. AFM(Atomic Force Microscope)
3-1. Contact AFM
3-2. Non-contact AFM
3-3. Intermittent-contact AFM

4. LFM(Lateral Force Microscope)

5. FMM(Force Modulation Microscope)

6. PDM(Phase Detection Microscope)

7. MFM(Magnetic Force Microscope)

8. EFM(Electrostatic Force Microscope)

9. SCM(Scanning Capacitance Microscope)

10. Nanolithography

11. EC-SPM(Electrochemistry Scanning Probe Microscope)

12. NSOM(Near-Field Scanning Optical Microscopes)

13. AFM의 생물학적 응용

14. 캔틸레버(Cantilevers)
14-1. 캔틸레버의 물리적 특성
14-2. 캔틸레버를 선택하는 방법.
14-3. 탐침의 모양과 분해능
14-4. 이미지 왜곡현상(Image artifacts)
14-4-1. Tip Convolution

15. References

본문내용

1. SPM (Scanning Probe Microscope) 이란?

SPM[1]은 Scanning Probe Microscope의 약자로서 물질의 표면특성을 원자단위까지 측정할 수 있는 새로운 개념의 현미경을 총칭하는 말이다. 우리나라에서는 원자현미경이라고 불리워진다. 원자는 너무 작아서(0.1-0.5nm) 아무리 좋은 현미경로도 볼 수 없다는 기존의 통념을 깨뜨린 원자현미경은 제1세대인 광학현미경과 제2세대인 전자현미경 다음의 제3세대 현미경으로 자리 잡아가고 있다. 광학현미경의 배율이 최고 수천 배, 전자현미경(SEM)의 배율이 최고 수십 만 배인데 비해 원자현미경의 배율은 최고 수천만 배로서, 개개의 원자를 관찰할 수 있다. 투과식 전자 현미경인 TEM도 수평방향의 분해능은 원자단위이나 수직 방향의 분해능은 훨씬 떨어져 개개의 원자를 관찰할 수는 없다. 원자현미경의 수직방향의 분해능은 수평 방향보다 더욱 좋아서 원자지름의 수십 분의 일(0.01nm)까지도 측정해낼 수 있다.
SPM에는 원자현미경 계열 중 처음으로 등장한 STM[2](Scanning Tunneling Microscope), 부도체 시료의 측정을 가능케 한 AFM[3] (Atomic Force Microscope), 물질의 형상이외에 다른 특성들을 측정할 수 있는 MFM(Magnetic Force Microscope), LFM(lateral Force Microscope), FMM(Force Modulation Microscope), EFM(Electrostatic Force Microscope), SCM(Scanning Capacitance Microscope) 그리고EC-SPM(Electrochemistry SPM)등이 있다. 이러한 원자현미경 외에도 물질의 광학적 특성을 빛의 파장 보다 훨씬 작은 분해능(~50nm)으로 알아내는 NSOM(Near-field Scanning Optical Microscope)[4], 시료표면의 온도분포를 재는 SThM(Scanning Thermal

참고 자료

[1] For comprehensive reference see "Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy" by R. Wiesendanger, Cambridge University Press, 1994.
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