원자현미경(AFM)이란 무엇입니까?
원자현미경(AFM)은 원자와 분자 사이의 상호작용력을 활용하여 시료의 미세한 표면 지형을 관찰하는 새로운 실험 기술입니다. 유연하게 제어할 수 있는 마이크로 크기의 탄성 캔틸레버에 고정된 나노 크기의 프로브가 장착되어 있습니다. 프로브가 샘플에 접근하면 프로브 팁의 원자와 샘플 표면의 원자 사이의 상호 작용력으로 인해 캔틸레버가 구부러져 원래 위치에서 이동합니다. 스캐닝 중 프로브의 편향 또는 진동 주파수에 따라 3차원 이미지가 재구성되므로 샘플의 표면 형태와 원자 구성을 간접적으로 얻을 수 있습니다.
샘플 표면과 소형 힘 감지 요소 사이의 극히 약한 원자간 힘을 감지하여 재료의 표면 구조와 특성을 연구합니다. 작은 힘에 매우 민감한 마이크로캔틸레버의 한쪽 끝은 고정되어 있고, 다른 쪽 끝의 마이크로팁은 시료에 접근하여 상호 작용합니다. 상호 작용력은 마이크로 캔틸레버의 운동 상태에 변형이나 변화를 일으킵니다.
샘플 스캐닝 중에 센서는 이러한 변화를 감지하여 상호 작용력의 분포를 얻고 이에 따라 나노 수준 해상도의 표면 구조 정보를 얻습니다. AFM은 주로 날카로운 팁이 있는 캔틸레버, 캔틸레버 동작 감지기, 동작 제어를 위한 피드백 루프, 샘플 스캐닝을 위한 압전 세라믹 스캐너, 이미지 획득, 표시 및 처리를 위한 컴퓨터 제어 시스템으로 구성됩니다. 마이크로캔틸레버의 움직임은 터널링 전류 감지와 같은 전기적 방법이나 빔 편향 및 간섭계를 포함한 광학적 방법으로 감지할 수 있습니다. 팁이 샘플에 충분히 가깝고 팁 사이에 단거리 반발력이 존재하는 경우 이러한 반발력을 감지하면 원자 분해능으로 표면 이미징이 가능해집니다. 분해능은 일반적으로 나노미터 수준입니다. AFM 측정은 샘플에 특별한 요구 사항을 부과하지 않으며 고체 표면, 흡착 시스템 등에 적용할 수 있습니다.
