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원자힘현미경(AFM) 캔틸레버의 유효 팁(tip) 사이즈: in-situ 측정방법

전문가 제언: ○ 원자 힘 현미경(AFM)에서 현미경의 캔틸레버와 샘플 표면 사이에 작용하는 원자간 혹은 분자간 힘은 캔틸레버 팁의 크기 및 유효 곡률과 밀접한 관계가 있다. 이에 따라 AFM을 이용한 실험에서는 팁의 크기와 형태를 신속하고 비파괴적으로 지속적으로 측정하고 감시해야 한 다. 특히 나노 스케일의 형상은 AFM 실험 중에 그 크기가 쉽게 변할 수 있으며, 이처럼 크기가 변하는 현상의 실시간 모니터링을 위한 in-situ 팁 형상 측정 기술이 요구된다.

○ 그동안 AFM 팁과 관련된 대부분의 노력은 팁의 재료와 크기 등의 조절에 의한 기능적 특성 제고에 역점을 두어왔다. 최근의 사례로 미국 국립표준기술원(NIST) 물리측정연구소 연구팀은 마이크로칩 제조와 나노바이오기술 등 분야의 핵심 측정에서 기존의 실리콘 혹은 백금 팁 보다 우수한 성능을 갖는 GaN 나노와이어 팁을 개발하였다.

○ 국내에서도 포항공대 연구팀이 AFM 프로브의 나노콘(nanocone) 코팅에 의해서 팁 기능을 증진시키는 기술을 개발하였다. 기타 많은 대학과 연구기관에서 다양한 용도로 AFM을 사용하면서 그에 대한 연구결과를 발표하고 있다. 그러나 이들 중에서 AFM 성능의 핵심이 되는 팁의 형상을 정량화 하는 방법에 대한 논문은 찾기 힘들다. 물론 미국이나 유럽의 AFM 장비 제조사들은 SEM 같은 영상 장비를 이용해서 그들 제품의 특성을 확인하지만, 이를 일반 실험실에 적용하기는 쉽지 않다.

○ 이런 이유로 이 논문에서 제안하는 방법은 저자들이 느끼는 문제의식에서 비롯된 비교적 참신한 아이디어를 바탕으로 하고 있다. 그러나 논문에서 제시하는 기술의 적용 절차는 다소 편향된 경우를 대상으로 하고 있어서 이를 일반화하여 적용하는 노력이 필요할 것이다. 이 문제는 이 논문에서 권하는 새로운 기술을 채택하고자 하는 사용자들의 몫으로 남긴다.

저자: Carlo Maragliano, et al.
자료유형: 니즈학술정보