고속주사현미경

소개글

고속주사현미경에 대한 리포트 입니다.

목차

1. 개요
2. 원리
3. 응용

본문내용

1. 개요
1982년 스위스 취리히 IBM 연구소에서 근무하던 실험물리학자인 하인리히 로러(Heinich Rohrer)와 게르트 비니히(Gerd Binnig)는 크리스토퍼 게르버(Christopher Gerber)의 기술적인 도움을 받아 표면 물리학의 발전에 가히 혁명이라고 할 수 있는 장비인 주사터널링현미경(STM,ScanningTunneling Microscope)을 발명하였다. 애초에 로러와 비니히는 저온물리학실험에 관심을 가져 금속 탐침을 이용하여 시료의 터널링 스펙트라(tunneling spectra)를 본뜰 목적으로 이 장비를 고안하게 되었고 이 장비의 수평분해능이 4nm 이상일 것으로 예측하였다. 뜻밖에도 분해능이 0.1nm 이하로 밝혀짐으로써, 인류의 오랜 꿈이었던 원자에 대한 직접적인 관찰과 원자 단위의 조작이 가능하게 된 것이다. 이렇게 시작된 STM의 주가는 1983년 상온에서 Si(111) 표면이 갖는 바닥 상태인 7 x 7 구조에 대한 원자 분해된 영상을 얻음으로써 1957년 이래 풀리지 않던 표면 물리학의 오랜 숙제를 해결하는 결정적인 공헌을 함으로써 급상승하게 되었다. 이는 x선이나 전자회절을 이용한 실험적 자료를 역공간에서 분석하는 방법으로는 고유한 구조를 얻을 수 없던 복잡한 구조물의 경우 STM과 같이 실공간에서 직접 관측함으로써 이론의 여지가 남지 않게 된 것이다. 이러한 공로로 로러와 비니히는 1986년 노벨 물리학상을 수상하였다.

2. 원리
전자는 입자인 동시에 파동성을 띠는 이중성을 가지고 있어서 일정한 진폭을 가지고 물결이 이동하듯 진행한다. 만약 전자가 직선적으로 이동한다면 진행 경로 상에 전자수준의 작은 물체가 있다면 이를 통과하지 못할 것이지만, 물결이 흐르듯 파동 함수의 형태로 진행하기 때문에 물체를 우회해서 통과할 수가 있다.(그림1) 주사터널링현미경은 이러한 전자의 특성을 이용해, 바늘처럼 생긴 뾰족한 탐침으로부터 시료를 향해 전자를 쏘아주고, 이 때 전자가 시료를 통과하는 정도를 파악하여 시료의 구조를 알려준다.

참고 자료

-나노의 세계(작은세계큰기술)/노승정외5명/(주)북스힐/P112~115
-http://tiny.britannica.co.kr/bol/topic.asp?article_id=b19j3521b
-http://www.omicron.de/results/temperature_variation_with_the_lt_stm/pic/temperature_va riation_with_the_lt_stm_1_300.jpg
-http://www.wfu.edu/nanotech/Microscopy%20Facility/stm_view.jpg
-http://www.chemsoc.org/timeline/graphic/1981_stm.jpg
-http://100.naver.com/100.nhn?docid=816970