원자현미경 STM과 AFM의 이론 및 AFM 측정 실험보고서

소개

원자현미경 STM, AFM의 기본적인 원리설명으로 시작하여
AFM(Atomic Force Microscope) 장비를 사용한 실험결과 보고서
(결과 이미지, 결과에 대한 토론, 느낀점, 향후 활용방안 포함)

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. AFM 이론
1. STM(Scanning Tunneling Microscope)
2. AFM(Atomic Force Microscope)
3. AFM의 장비 설명

Ⅲ. 측정 과정

Ⅳ.결과 이미지

Ⅴ. 토의 및 결론
1. 느낀점
2. AFM의 활용 방안

본문내용

Ⅰ. 서론

“나노기술(nano technology)이라는 개념이 생겨난 것은 고작 몇 십년 밖에 되지 않았지만, 나노기술을 연구하는 과학자, 엔지니어 연구원들은 그 분야에서 괄목할만한 진보를 이루었고, 실제로 원자만한 크기의 물질을 만들어내기도 했다.”
-테오니 파파스, “수학 스펙트럼(수학 오디세이 6)”, 경문사, 2004.01.15

수십 년 전만 하더라도 우리는 내시경을 이용하여 몸속을 직접 촬영할 수 있으리라고는 생각지도 못했다. ‘좀 더 작게, 좀 더 빠르게’ 발전하는 나노과학기술 중심에는 현미경이 있었다.

광학 현미경으로 시작하여 전자현미경을 거쳐 현재 원자현미경까지 도달한 현미경기술은 과학의 발전 속도와 비례하다고 봐도 무관할 정도로 빠른 시간 내에 놀라운 발전을 거듭하였다.

이 중 가장 발전된 형태인 원자현미경(SPM:Scanning Probe Microscope)는 ‘원자는 너무 작아서(0.1~0.5nm) 아무리 좋은 현미경으로도 볼 수 없다’는 기존의 통념을 깨트린 우수한 현미경이다. 물론 투과식 전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope)도 수평방향의 분해능은 원자단위이지만 수직방향의 분해능은 훨씬 떨어져 개개의 원자를 관할 수 없는데 반면 원자현미경의 수직방향의 분해능은 수평 방향보다 더욱 좋아서 원자지름의 수십 분의 일(0.01nm)까지도 측정할 수 있다.

Ⅱ. AFM 이론

SPM은 나노크기의 예리한 바늘(탐침)이 시료 표면을 근접 비행할 때 시료와 탐침 사이에 상호작용하는 물리량(마찰력, 전위, 자기력 등)을 측정하는 장치 일체를 통칭하며, 그 물리량에 따라 STM, AFM, FFM, SSM, SNOAM 등으로 구분된다.

그 중 가장 보편적인 AFM 원자현미경을 실습하였고 그 근원을 알기 위하여 SPM의 초기모델인 STM부터 조사를 시작하였다.

참고자료

· 테오니 파파스, “수학 스펙트럼(수학 오디세이 6)”, 경문사, 2004.01.15
· 노윤영, “Scanning probe microscope", 서울시립대학교 정보재료실험실, 2015, 10, 13
· 유창남, “scanning tunneling microscope", http://blog.naver.com/union840?Redirect=Log&logNo=20118609752
· Lennard-jones Potential, http://chemwiki.ucdavis.edu/Physical_Chemistry/Physical_Properties_of_Matter/Intermolecular_Forces/Lennard-Jones_Potential