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STM 결과보고서

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최초등록일 2023.04.05 최종저작일 2022.10
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STM 결과보고서
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    목차

    1. ABSTRACT
    2. 실험 방법
    3. 실험 결과
    4. 오차 원인
    5. CONCLUSION
    6. Reference

    본문내용

    1. 본격적인 실험에 들어가기 전에 오차 원인을 제거하기 위해 사용할 기구들을 알코올로 세척한다.
    2. Graphite 표면에 있는 이물질을 제거하기 위해 트위저를 이용해서 스카치테이프를 붙인다. 그 후 완성된 샘플을 STM기기에 장착한다.
    3. 니퍼를 이용해 백금을 사선으로 밀어내어 절단하고 STM 고리에 걸어준다.
    4. 진동 방지 상자의 전원을 연결하고 샘플을 진동 방지 상자에 올린 후 입구를 막아 진동을 최소화한다.
    5. Nano surf 프로그램을 켜고 attract를 눌러 샘플을 최대한 탐침 가까이 인접시켜준다. 그 후 approach를 눌러 준비가 완료되기를 기다리고 approach done 창이 뜨면 스캔을 시작한다. 이 때 평평한 부분을 확대하고 좌측 parameter들을 조절하여 선명한 이미지를 얻는다.
    6. WSxM 프로그램을 통해 Real lattice를 FFT변환하여 Reciprocal lattice를 얻는다. 그 후 주변에 있는 노이즈를 제거하고 다시 Real lattice로 변환하여 최종 Real lattice 이미지를 얻는다.

    참고자료

    · David J. Griffiths, 양자역학, 청범 출판사
    · C M Kachhava, Solid State Physics, Solid State Device and Electronics, NEW AGE INTERNATIONAL PUBLISHERS
    · CLARLES KITTEL, Introduction to Solid State Physics, TEXTBOOKS
    · Richard I. Masel, Principles of Adsorption and Reaction on Solid Surfaces, a wiley-interscience publication
    · Richard J. D. Tilley, Crystals and Crystal Structures, john wiley & sons Ltd
  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. STM 실험
      STM(Scanning Tunneling Microscope) 실험은 나노 스케일에서 물질의 표면 구조와 전자 상태를 관찰할 수 있는 강력한 도구입니다. 이 실험을 통해 우리는 물질의 원자 단위 구조와 전자 분포를 직접 확인할 수 있습니다. STM 실험은 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다. 첫째, 원자 단위의 해상도로 물질의 표면을 관찰할 수 있습니다. 둘째, 전자 터널링 효과를 이용하여 물질의 전자 상태를 직접 측정할 수 있습니다. 셋째, 다양한 환경(초고진공, 저온, 고온 등)에서 실험을 수행할 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 STM 실험은 나노 과학 및 기술 분야에서 매우 중요한 역할을 하고 있습니다. 하지만 STM 실험에는 여러 가지 실험적 어려움이 존재합니다. 예를 들어 탐침과 시료 사이의 거리 제어, 진동 및 열 영향 제어, 시료 준비 등이 중요한 과제입니다. 따라서 STM 실험을 수행하기 위해서는 숙련된 기술과 깊이 있는 이해가 필요합니다.
    • 2. Graphite의 Real lattice와 Reciprocal lattice
      Graphite는 탄소 원자들이 육각형 구조로 배열된 2차원 물질입니다. Graphite의 결정 구조를 이해하기 위해서는 Real lattice와 Reciprocal lattice를 모두 고려해야 합니다. Real lattice는 실제 공간에서 원자들의 배열을 나타내는 것으로, graphite의 경우 육각형 구조를 가집니다. 이 구조는 탄소 원자들이 sp2 결합을 통해 평면적으로 배열된 것을 보여줍니다. 한편 Reciprocal lattice는 푸리에 변환을 통해 얻어지는 역격자 공간에서의 배열을 나타냅니다. Graphite의 Reciprocal lattice는 Real lattice와 유사한 육각형 구조를 가지지만, 그 크기와 방향이 다릅니다. Real lattice와 Reciprocal lattice는 서로 밀접한 관계를 가지고 있습니다. 예를 들어 Reciprocal lattice의 격자 벡터 길이는 Real lattice의 격자 벡터 길이의 역수에 비례합니다. 또한 Reciprocal lattice는 Real lattice에서의 회절 패턴을 설명하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 graphite의 결정 구조를 완전히 이해하기 위해서는 Real lattice와 Reciprocal lattice 모두를 고려해야 합니다. 이를 통해 graphite의 구조적, 전자적 특성을 깊이 있게 이해할 수 있습니다.
    • 3. 오차 원인
      실험에서 발생하는 오차는 실험 결과의 정확성과 신뢰성을 저하시키는 중요한 요인입니다. 오차의 원인은 다양하며, 이를 정확히 파악하고 최소화하는 것이 중요합니다. 오차의 주요 원인은 다음과 같습니다: 1. 측정 장비의 한계: 측정 장비의 분해능, 정밀도, 정확도 등의 한계로 인해 오차가 발생할 수 있습니다. 2. 환경적 요인: 온도, 습도, 진동, 전자기장 등의 외부 환경 요인이 실험 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 3. 실험 절차의 오류: 실험 과정에서의 부주의, 실험 기술의 미숙, 실험 조건의 불안정 등으로 인한 오류가 발생할 수 있습니다. 4. 시료의 불균일성: 시료의 불균일한 특성, 불순물, 결함 등으로 인해 오차가 발생할 수 있습니다. 5. 데이터 처리의 오류: 데이터 수집, 분석, 해석 과정에서의 오류로 인해 오차가 발생할 수 있습니다. 이러한 오차 원인을 최소화하기 위해서는 실험 장비의 정기적인 점검 및 교정, 실험 환경의 엄격한 관리, 실험 절차의 표준화, 시료의 균일성 확보, 데이터 처리 과정의 검증 등이 필요합니다. 또한 반복 실험을 통해 오차를 통계적으로 분석하고 이를 실험 결과에 반영하는 것이 중요합니다.
  • 자료후기

      Ai 리뷰
      Graphite의 원자 간 간격과 격자 구조를 STM 실험을 통해 관찰하고 분석한 내용을 상세히 기술하고 있다.
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