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문제 정의
- 그러나, 이들의 보정 방법은 실험 방법이 매우 복잡하여 수행하기 어려우며, 측정하려는 외팔보의 치수와 굽힘 강성이 바뀌면 같은 실험을 반복해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 원자현미경에서의 마찰력을 정량적으로 계산하기 위해각 변환 계수를 이용하는 새로운 보정 방법을 제안 하고자 한다. 각 변환 계수란 원자 현미경 검파기의 고유한 특성치로 외팔보의 비틀림에 대한검파기에서 산출되는 마찰 신호의 비이다.
- 본 연구에서는 원자 현미경에서 측정된 마찰신호를 정량화하는 새로운 방법을 제안한다. 각변환 계수를 이용하는 보정 방법은 측정된 실험자료와 평평한 면과 요철면 정상에서의 모멘트 평형식을 이용하여 계산된다.
- 본 연구에서는 원자 현미경에서의 마찰 신호를각 변환 계수를 이용해 마찰력으로 정량화하는 방법을 고려하였다. 식 (1)은 외팔보의 비틀림 각도에 대한 마찰 신호의 비로 이 값이 각 변환 계수이다.
가설 설정
- 1) 최대 마찰 신호는 팁의 끝부분에서 발생한다
- AFM 팁 의 경 우에 일반적으로 수직항력이 50 nN 이상에서 점착력의 영향은마찰력에 비해 아주 작게 된다.3)나노 스케일에서의 마찰력은 온도와 습도에 따라 점착력의 차이로 인해 다른 값을 갖게 된다. 점착력의 차이로마찰력의 크기는 변하지만, 재료에 따른 마찰 계수는 변하지 않는다.
- 앞서 언급한최대 마찰 신호와 요철면의 최대 높이의 위치 차이(약 40-70 nm)는 팁 높이에 비해 매우 작으므로 O 점에서 모멘트 평형식에 큰 영향을 끼치지 않을것으로 고려된다. 또한, 마찰력에 의한 외팔보의비틀림 각도는 매우 작은 범위에서 변하므로, 다음 세 가지 조건을 가정한다.
- 점착력의 차이로마찰력의 크기는 변하지만, 재료에 따른 마찰 계수는 변하지 않는다. 또한, 본 연구에서는 평평한면에서의 마찰 신호와 요철면에서의 최대 마찰 신호의 비를 이용하기 때문에 점착력의 차이로 인한마찰력의 차이는 큰 영향을 주지 않는다고 가정하였다. Fig.
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