Atomic Force Microscope

소개글

Atomic Force Microscope

목차

AFM의 개요
AFM의 구조 및 원리
AFM의 응용

본문내용

1. 정의
AFM은 Atomic Force Microscope의 약자로서 시료와 탐침 사이
의 접촉 힘을 이용하여 원자수준의 해상도를 가지는 현미경으로서
뿐만 아니라 원자나 분자를 조작할 수 있는 장치이다.
2. 특징
진공, 공기, 용액 중에서도 작동이 가능하여 그 응용 범위가 넓다
원자간 힘이 민감하게 변하지 않아 해상도가 0.2 nm 정도이다.
자기력, 정전기력을 이용하여 측정도 가능하며, 힘 이외에 이온
전도도, 근접광 등의 거리에 따른 변화를 측정하여 여러 종류의
주사형 검침 현미경의 고안 및 제작이 가능하다.
AFM의 개요
1. AFM의 구조
다이오드 레이저
광감지기
칸틸레버 (Cantilever)
압전 소자 스캐너
(Piezoelectric scanner)

AFM의 구조 및 원리
AFM의 원리
칸틸레버에 레이저를 입사시켜 반사되어 나온 레이저를 PSD
(Position Sensitive Detector)를 이용하여 측정함으로써 변위를 측정하는 방법이 많이 쓰임.
탐침을 시료표면에 근접시키면 탐침 끝의 원자와 시료표면의
원자들 사이에 상호 작용력이 생긴다. 이 상호 작용력은 주로
Van der Waals force이며 그 크기는 nano Newton (10-9 N)
이하로 미약하다.
하지만 이렇게 미약한 힘에 의해서도 칸틸레버의 공명진동수가 변화하며 칸틸레버의 휘는 정도나 공명 진동수 변화는 레이저와 포토 다이오드로 측정된다.
AFM의 구조 및 원리
이렇게 감지된 원자 사이의 힘이 일정하게 유지되도록 피드백
제어를 하면서 탐침을 x-y 방향으로 움직이면 탐침은 시료 표면
의 높낮이를 따라가게 되며 이때 기록된 각 위치의 높낮이가 바
로 시료의 형상을 나타내는 사진이 된다.
얻어진 높이정보는 다시 역되먹임 하여 샘플과 칸틸레버 사이의
간격을 조절하는데 이용하여 스캐닝 도중에 칸틸레버에 과도한
힘이 작용하여 파손되는 것을 방지한다.
샘플과 칸틸레버사이의 간격의 조절에는 압전소자 스캐너가
이용된다.

참고 자료

없음