현대물리실험-Atomic Force Microscope (원자현미경) 결과레포트

목차

1. 실제실험방법
2. 실험결과
3. 결과분석
4. 토의

본문내용

1. 실제실험방법
[실험장치 소개]
기본적으로, 이번실험 Atomic Force Microscope에서 사용한 장치는 원자현미경으로, 그중에서도 비접촉식(접촉모드로 사용), 도량형 원자현미경(z축과 xy축 구동기가 분리되어 있는 것)이다. 작동방식으로 분류할 때는 실험메뉴얼 상으로는 비접촉식 원자현미경이나 그 중에는 여러 모드가 있고, 원자 1~2개 간격만을 두고 거의 접촉하는 접촉모드이다.
(실제로 시료표면과 캔틸레버가 접촉하는 것은 아니지만 접촉모드라고 부른다고 조교님께서 말씀해주셨고, 그 원리는 매뉴얼에서처럼 캔틸레버의 공명진동수 변화를 이용한 것이라고 한다). 캔틸레버가 시료의 표면을 훑고 지나가면, 표면과의 상호작용에 따라 캔틸레버의 공명진동수가 변화하게 되고, 이것을 feedback(되먹임) 회로를 거쳐서 표면에서부터 일정한 높이로 훑고 지나갈 수 있게 해 주는 것이다.
AFM은 기본적으로 매우 작은 크기(nm단위)를 측정하므로 작은 진동에도 민감하다. 그러므로 진동을 방지하기 위해서 실험실 내에서도 별도의 진동감쇄장치를 한 방에 설치되어 있으며, 그 안에서도 진동을 감소시켜주는 케이스안에 들어있다.

좌측상단의 사진은 현미경 케이스인 XE-100이다. 손잡이를 잡고 덮개를 열면 우측상단과 같은 현미경 본체가 들어있다. 현미경은 진동에 민감하므로, 작동중에는 발을 구르는 등의 충격을 주는 행동을 하지 않도록 주의한다.

현미경의 오른쪽에는 모니터 2대가 연결되어 있다. 왼쪽 모니터는 XE-data 프로그램으로, 현미경에서 얻은 데이터를 보여주고, 그것을 편집도 할 수 있는 프로그램이다. 오른쪽 모니터는 캔틸레버가 훑고 지나갈 위치를 대략적으로 선택하는 것으로서, 특정 영역을 선택하면 이것을 더욱 확대하여 보여주게 된다.

[실제실험방법]
⓵ 가장먼저 컴퓨터의 전원을 켜고 현미경을 구동하기 위한 프로그램을 실행한다. 현미경의 전원도 켠다.
⓶ 시료를 현미경에 올리고, 3개의 탐침이 있는 캔틸레버를 현미경에 장착한다.

참고 자료

WEST&EATON, atomic force microscopy, oxford, p3~p13, p37~p42, p49~p53