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측면 힘 현미경의 힘 교정에 대한 실험적 방법의 리뷰

전문가 제언: ○ 본 논문에서 대상으로 하는 LFM(Lateral Force Microscopy)은 이보다 좀 더 일반적인 AFM(Atomic Force Microscopy)의 한 변형된 응용 기술로서, 세계적으로 각종 표면 기술 연구에서 필수 장비로서 활용되고 있다. 정확한 통계는 없지만 국내에도 수 백 대 규모의 AFM이 도입되어 사용되고 있는 것으로 추측된다. 기술적으로 국내 개발에 큰 어려움은 없지만, 경제성과 세계 시장 확보 문제 이유 등으로 현재는 전량 외국에서 수입하고 있다.

○ SEM과 STM 등 전자 현미경이 재료의 2차원적인 평면 형상을 주는 것에 반해서 AFM(혹은 LFM)은 3차원적인 입체 형상을 나타낸다고 해서 AFM이 전자 현미경을 대체하는 것은 아니다. 비록 2차원적일지라도 전자 현미경은 전자 빔의 침투력에 의해서 가시적 표면 밑 내부의 정보까지 나타낼 수 있으나, AFM의 범위는 표면 정보에 국한된다. 따라서 AFM과 전자 현미경은 상호 보완적으로 사용되는 경우가 많아서 국내에서도 두 장비를 동시에 구비한 연구실도 몇 있다.

○ 한국표준과학연구원은 AFM과 전자 현미경의 기능을 합친 복합 장치 개발에 착수하여 현재 일차적인 성능 테스트까지 마친 상태이다. 전자 현미경의 가격이 4 -5 억 원 정도이고, AFM 역시 1 - 2 억 원 정도임을 감안할 때 복합 장비가 상용화되는 경우 경쟁력이 있어 보인다.

○ 현재 국내에서 사용 중인 AFM은 주로 정성적인 연구 목적에 이용되는 경우가 많으며, 이 경우 기기의 힘 교정은 장비 공급자가 제시하는 특성 자료와 절차에 의해서 이루어진다. 그러나 정량적인 분석을 위해서는 AFM 탐촉자 팁에 작용하는 힘의 크기에 대한 정확한 데이터가 요구되며, 이를 위해서 장비를 사용하기 전에 힘 교정이 필요하다.

○ 본 논문에서 살펴본 바와 같이 다양한 힘 교정 방법이 제시되어 있으나 아직 국내 사용자들은 이에 대한 인식이 부족하다. 앞으로 신소재 개발 등에서 표면 현상에 대한 정량적 분석이 크게 요구되면 교정에 대한 인식도 높아질 것으로 예상된다.

저자: Martin Munze
자료유형: 학술정보