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NTIS 바로가기윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, v.28 no.2, 2012년, pp.62 - 69
Atomic force microscopy (AFM) has been widely utilized as a versatile tool not only for imaging surfaces but also for understanding nano-scale interfacial phenomena. By measuring the responses of the photo detector due to bending and torsion of the cantilever, which are caused by the interactions be...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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Atomic Force Microscopy의 탐침의 측정원리는 어떻게 되는가? | AFM 탐침(probe)은 cantilever의 한쪽 면 끝단에 위치하며, 대부분의 AFM에서는 광학시스템을 이용하여 cantilever의 거동을 측정한다. 즉, 탐침과 상대 재료와의 상호작용으로 인하여 cantilever의 굽힘 또는 비틀림이 발생하고, 이에 따라 cantilever로부터 반사되어 나오는 레이저의 위치가 변하게 되며, photo detector 등을 이용하여 레이저의 위치변화를 측정하게 된다. 또한, 절대적인 변위를 측정하기 위해서 laser interferometer 가 이용되기도 한다[4]. 이와 같이 cantilever의 거동을 이용하여 탐침과 상대재료 사이에서 발생하는 다양한 종류의 힘을 측정할 수 있는데, 예를 들어, cantilever의 수직방향 굽힘을 이용하는 force-distance curve, 혹은 force spectroscopy를 통하여, 응착력 (adhesion)과 같은 표면특성을 측정하거나, 상대재료에 수직방향으로 적절한 힘을 가함으로써, 탄성계수나 경도와 같은 다양한 기계적 물성을 나노 스케일에서 측정할 수 있다[5-9]. | |
Atomic Force Microscopy의 특징은 무엇인가? | Atomic Force Microscopy (AFM)[1]은 10 nm~100 nm의 끝단 반경을 가지는 탐침과 상대재료의 상호작용에 기초하여, 나노 스케일에서 표면을 관찰할 뿐만 아니라, 물리적, 화학적, 전기적, 기계적, 또는 압전 상호작용에 의해 발생하는 각종 현상들을 이해함으로써, 재료 및 표면의 특성을 분석하는데 효과적으로 활용되고 있다. 또한, 이러한 상호작용을 이용하여, 정보저장장치[2], 나노리쏘그래피[3] 등 많은 응용분야가 제시되어 왔으며, 이들을 실현하기 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있다. | |
AFM을 이용하여 탐침과 상대재료 사이에서 발생하는 힘을 정량적으로 분석하기 위해서 요구되는 사항은 무엇인가? | AFM을 이용하여 탐침과 상대재료 사이에서 발생하는 힘을 정량적으로 분석하기 위해서는, 사용되는 cantilever의 수직(normal), 또는 수평(lateral) 방향 힘 교정 (force calibration)이 요구된다. 대부분의 경우, AFM cantilever 제조사들은 cantilever의 수직방향 강성 (normal stiffness)을 제공하고 있으나, 실제 값은 제공된 값과 큰 차이를 나타내는 경우가 많으며, 그 차이는 약 2배 이상에 이르기도 한다. |
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