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4차원 전자현미경

전문가 제언: ○ 원자 움직임을 보는 극히 짧은 시간 분해능에 도달하고 나노초의 높은 공간 분해능을 얻는 큰 속도 형상방법인 4차원의 초 신속 전자현미경(4D UEM)이 개발되어 원자운동으로부터 상의 전이, 막의 기계적 드럼까지 다른 길이와 시간척도의 현상을 보여주게 되었다. 그런데 국내에서는 재료, 의학과 바이오, 법의학 등에서 전자현미경을 사용한 연구와 응용이 이루어지고 있지만, 아직까지 4D UEM에 대한 응용은 거의 없는 실정이어서 이에 대한 연구가 이루어져야 하고 응용이 증대 될 것으로 생각되어 본 리뷰를 소개한다.

○ 스트로스코프는 빠르게 움직이는 대상을 광 펄스로 분해가 잘된 상으로 만들어낼 수 있어서 1 km/s의 속도로 움직이는 원자들의 변형을 가속 전자에 의한 다양한 구조로 형상화 할 수 있다. 단일전자 다발의 궤도로 형상을 이루는데, UEM에서 펨토 초 정밀도로 정확하고, 원자나 분자의 운동이 동시화 되어 모든 것들이 진화코스에서 비슷한 점에 도달하도록 하고 출발 모양이 옹스트롬 이하의 분해능으로 정해진다.

○ 초 신속 전자현미경(UEM)이 CalTech에서 세 대가 작동되고 있는데, 초 신속 발사시간의 펄스에 의한 전자 들뜸으로 공간적 상에 대해 회절패턴이나 전자에너지 손실스펙트럼(EELS)이 일련의 프레임이 얻어진다.

○ 장 방출 총(FEG) 또는 음극 가열시스템을 가지는 통상적인 현미경에서 빠른 검출기로 밀리 초 이하 범위에 도달하는 것이 가능하게 되었다. 나노초 전자회절 데이터로부터 티탄의 상변화를 위한 전이시간이 제공되었는데, 상에서의 분해는 나노 초 펄스로 수십 나노미터에 도달할 수 있다.

○ 공간 형상, Fourier공간 회절, 및 에너지 공간 분광법으로 물질 및 광물학에서부터 나노과학 및 생물학까지 응용의 범위를 가진다. 단위-시간의 적분이 동적 형상을 공간 및 시간 모두에서 역학의 영역으로 변형시키는데, 고 분해능의 형상으로 물질과 생물학적 시스템의 연구를 가능하게 한다.

저자: Ahmed H. Zewail
자료유형: 학술정보