[공학기술]Atomic Force Microscopy(AFM)

소개글

AFM의 원리를 이해하고, AFM을 이용하여 NANO크기 물질을 연구한다.

목차

4.1. SPM의 역사
4.2. SPM의 필요배경
4.3. SPM (Scanning Probe MicroScope)의 의미와 원리
4.4. STM(Scanning Tunneling Microscope) 원리
4.5. AFM(Scanning Force Microscope)의 원리
4.6. AFM 측정 모드별 장단점 비교
4.7. SPM의 측정기능
4.8. 타 현미경과 SPM 기술의 비교
4.9. SPM 응용 분야
4.10. AFM을 이용한 고분자 분석

본문내용

4.1. SPM의 역사
: Scanning Tunneling Microscope(STM)은 스위스 취리히소재의 IBM 연구원이었던 Binning, Roher, Gerber와 Weibel에 의해 1982년에 개발되었다. (1986년 Binning, Roher 노벨 물리학상 수상) Atomic Force Microscope(AFM)은 IBM이 주도한 공동연구에서 Binning과 Gerber에 의해 1986년에 개발되었다.
4.2. SPM의 필요배경
: 앞으로는 과학의 추구 방향이 원자 크기대의 극소형의 것을 대상으로 하게 됨에 따라 이들을 관찰하고 조작하고 또 그 성질과 양을 이해하기 위해서는 Nano-Technology를 필요로 하게 되었다. 이러한 Nano-Technology를 선도하는 기술은 지난 80년대 발명된 STM(Scanning Tunneling Microscope)과 AFM(Atomic Force Microscope)을 포함하는 주사탐침현미경 (Scanning Probe Microscope)이다. 원자는 그 크기(0.1∼0.5nm)가 너무 작아서 어떠한 기존의 현미경으로도 볼 수 없다는 기존의 통념이 SPM의 등장으로 바뀌게 되었다. 그 배율은 수천만배까지 가능하며 수평분해 0.1nm, 수직분해능 0.01nm의 3D 입체영상이 가능하게 되었다.
기존 전자현미경의 배율보다도 100배 우수하고, 개개의 원자의 수직정보, Fluid상태에서 관찰 가능하며 Sample의 전처리가 없고, 관리 경비가 저렴해 상대성의 우위로 이제 Nano-Technology의 보편적 장비가 되어가고 있다. 또한 현미경의 역할만이 아닌 원자 및 분자의 특성 관찰, 유전자 조작, Nanoindent, Heating system, SCM, NSOM 등의 개발로 미세분야로서의 물리적 기술적 접근이 용이하게 되었다. 이제는 Nano-Technology는 과학전쟁의 최첨단 경쟁력 있는 도구로서 SPM을 그 기초로 하게 되었다.

참고 자료

1. 고분자 과학과 기술, 인교진, 7(1996),
2. G. Binning and H. Roger, Helv. Phys. Acta, 55, 726(1982)
3. G. Binning, C.F. Quateand, and Ch. Gerber, Phys. Rev. Lett., 56, 930(1986)