나노 측정 장비

소개

나노 측정 장비, STM, AFM, SEM, FEM

목차

1)STM의 개요
1. STM이란
2. 배경
3. 장점
4. STM의 한계

2)STM의 구조
1. 구성

3)STM의 작동원리
1.원리
2. 터널링 현상
3.작동 mode
4.시스템

4)STM의 응용
1.STM을 이용한 단일 분자반응
2.STM으로 금 원자를 한 번에 전자 1개 전하량씩 단계적으로 하전
3. STM사용 솔리톤 직접관측
4. STM을 이용한 고온 초전도체의 전자파동측정
5.STM탐침을 이용한 나노점 제작
6. STM으로 화학반응을 분자단위로 관측해석
7.STM발광 스펙트럼 이용한 물질 표면의 분자 구별
8. STM을 통한 초고밀도 저장기술 개발
9.생물학적 응용

본문내용

1)STM의 개요

1. STM이란
STM은 Scanning Tunneling Microscope의 약자로서 터널링 전류를 이용하여 원자 수준의 해상도를 가지는 현미경으로서 뿐만 아니라 원자나 분자를 조작할 수 있는 장치이다.

2. 배경
1982년 스위스 소재 IBM 취리히 연구소의 Binnig와 Rohrer가 만듬.
Binnig와 Rohrer는 STM으로 표면의 전자구조를 직접 볼 수 있는 방법을 발견했음.
이 발견은 표면과학의 새로운 시대를 열었으며 이 성과가 인정되어 1986년 노벨 물리학상을 받았음.

3. 장점
STM은 개별원자의 배열을 구별할 수 있는 분해능을 가지고 있으면서도 저온, 수용액, 대기
압, 그리고 진공 등 다양한 환경에서 사용할 수 있다.원자의 상을 얻는 것 뿐만 아니라 시
료 표면을 따라 원자를 움직이는 데에도 사용된다.

4. STM의 한계
STM의 속도는 102-104 Å/sec 정도로 느리다.
탐침이 시료에서 불과 1 nm이내에 위치하기 때문에 쉽게 손상됨.
접합의 잡음때문에 터널링 신호도 잡음이 낄 수 있음.
데이터 신호의 대역폭은 전류증폭장치와 Z방향 압전 소자의 수직공명진동수에 의해 제한 되므로, 데이터 신호의 대역폭을 크게 하기 위해서는 STM이 일정한 높이에서 동작하도록 해야 함.
상압에서 터널링 전류는 안정적이지 않음.
터널링 전류대신에 상압에서도 안정적으로 측정할 수 있는 방법을 찾아내야 함.

< 중 략 >

4.시스템
터널링 전류를 측정하고 역되먹임(negative feedback) 회로로 Constant-current mode일 경우 터널링 전류를 일정하게 하면, 검침은 늘 표면에서 부터 같은 거리에 정지해 있게 된다.

터널링 전류는 거리에 아주 예민하게 반응하여, 거리 측정에 상당한 정확도를 가지고 있다. 실제로 0.01 nm 정도의 정확도를 갖게 된다. 이는 이 탐침이 원자 위를 지날 때 원자주위의 전자의 분포를 따라 움직이게 되어 원자를 직접 영상화 할 수 있게 된다.

참고자료

· http://www.parkafm.com/