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대면적 측정 가능한 다중 탐침 주사 탐침 현미경 개발

2022-08-18

간단한 탐침 구조로 측정 면적 및 속도 향상 기여

하나의 뾰족한 바늘인 탐침을 이용하여 3차원 이미지를 얻을 수 있는 주사 탐침 현미경(Scanning probe microscopy, SPM). 여기에 100여 개 탐침을 도입하여 그 성능이 더 좋아진 현미경을 국내 연구진이 개발하였습니다.

한국연구재단은 심우영 교수(연세대학교 신소재공학과) 연구팀이 캔틸레버¹⁾ 없는 간단한 탐침 구조를 이용한 다중 탐침 주사 탐침 현미경을 개발했다고 밝혔습니다.

주사 탐침 현미경은 뾰족한 탐침을 이용해 시료를 훑으며 표면의 미세한 3D 형상을 측정하는 장비인데, 이는 단일 원자 수준의 높은 분해능을 장점으로 현재 나노과학의 핵심 측정 기술로 활용되고 있습니다. 하지만, 기존 주사 탐침 현미경은 하나의 탐침으로 전체 표면을 측정하는 특성상 측정 면접과 속도가 제한적인 단점이 있어, 국소 면접을 측정하는 단순 연구용으로는 활발히 사용되어 왔으나 산업적으로 활용되기에는 제약이 있었습니다.

측정 면적을 넓히기 위해서는 탐침의 개수 또한 늘려야 하지만, 기존의 캔틸레버 기반 탐침은 구조가 복잡하여 여러 개의 탐침으로 제작하기가 어려웠습니다. 이에, 연구팀은 캔틸레버가 없는 간단한 구조의 다중 탐침 어레이(Canrtilever-free tip array)와 이를 표면 측정에 활용할 수 있는 이진 상태 주사 탐침 현미경(Binary-state prove microscopy, BSPM) 기법을 통해 대면적 측정까지 가능한 다중 탐침 주사 현미경을 개발하였습니다.