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원자간력현미경/자기력현미경 캔틸레버의 열-자기적 거동 특성

전문가 제언: ○ 원자간력 현미경(AFM)은 기본적으로 캔틸레버와 팁(tip)으로 구성된 탐침이 샘플 표면과 작용할 때의 굽힘(deflection)을 측정하여 나노 스케일로 샘플의 표면 영상을 구현하거나 기계적 물성 등을 정량적으로 측정한다. 이때 캔틸레버와 팁의 구조나 코팅을 바꿔 용도에 맞게 사용한다. 예컨대 자기력 현미경(MFM)은 자화된 팁을 사용하여 자성 재료의 자기 도메인 측정 등 자성 관련 연구에 널리 활용되고 있다.

○ 한때 첨단기기 대접을 받던 AFM은 가격이 내려가고 활용성이 넓어지면서 이제는 범용기기처럼 사용되고 있다. 이는 AFM 기술의 지속적인 발달로 신뢰성과 이용성이 크게 향상된 때문이다. 특히 MFM의 경우 이러한 이용성의 확장을 저해하는 한 요소는 외부 자장의 영향을 분리하는 문제이다. 많은 경우에 샘플로부터 근접한 범위로 측정을 제한하여 이 문제를 피한다.

○ 이 논문은 이 같은 현실적인 문제에 대응하여 dc 혹은 ac 전원에 의한 외부 자장이 존재하는 환경에서 자성 재료의 특성을 측정하는 기본 방향을 제시하고 있다. 특히 논문에 제시된 각종 측정 곡선과 데이터는 이와 비슷한 조건에서 실험하는 다른 연구팀도 활용할 수 있다.

○ 국내의 AFM 관련 연구개발도 활발히 수행되고 있다. 대표적 사례로 한국표준과학연구원을 들 수 있다. 연구소의 박병천 박사는 기존 AFM의 성능 개선과 새로운 개념의 AFM 개발에 노력을 기울이고 있다. 포항공대 연구팀은 AFM 탐침의 나노콘(nanocone) 코팅으로 팁 기능을 증진시키는 기술을 개발하였다.

○ 그러나 현재 AFM의 성능 정보와 제조 know-how는 거의 미국과 유럽의 선진국 기업들이 독점하고 있으므로 국내 연구팀의 노력은 틈새 기술을 대상으로 제한된 범위에 머물 수밖에 없다. 그럼에도 불구하고 AFM이나 MFM의 지속적인 활용성 확대에 대비한 국내 연구가 계속 증가하기를 기대한다.

저자: M Kumar, R Arinero, W Bergez and Ph Tordjeman
자료유형: 니즈학술정보