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첨단기술정보

나노입자의 원자수준 3D 구조 관찰

전문가 제언: 전자는 광자보다 더 짧은 파장과 분해능을 갖고 있기 때문에 나노세계의 영상화에는 전자가 이용된다. 수차보정 기술의 등장은 옹스트롬(Å: 10-10m) 미만의 분해능을 가진 투과전자현미경(TEM)에 의하여 개별 원자의 식별까지 가능하게 만들었다. 그러나 어떤 탐지기를 쓰더라도 결과적인 영상은 3D 물체의 2D 투사에 불과할 뿐이다. 주사투과전자현미경(STEM)의 발전으로 2003년에 결정재료의 단층사진이 최초로 촬영되었고, 곧 이어 공간분해능이 3D 공간의 모든 방향으로 1㎚까지 향상되어 Si 매트릭스 내부의 3.5㎚ 양자점의 영상화가 가능해졌다. 그러나 그것을 끝으로 기존의 영상 재구성 알고리듬은 한계에 달한 것으로 보였다. 가장 큰 문제는 1㎚의 분해능을 얻으려면 ±78°에 걸쳐 총 140개에 달하는 많은 영상이 필요하다는 점이다. 최근 Goris 등(Nature Mater., 11, 930~935, 2012)은 단지 4개의 투사 영상만으로 독립 Au 나노막대 원자구조의 3D 재구성이 가능한 획기적 알고리듬을 제안하였다.