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Atomic Force Microsopy(AFM)의 이해와 다른 characterization method와의 연계
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자료설명
SPM 관련 개발 기술로는 LFM(Lateral Force Microscope): 표면의 마찰력을 재는 원자현미경, FMM(Force Modulation Microscope): 시료의 경도(硬度)를 재는 원자현미경, PDM(Phase Detection Microscope) : 시료의 탄성 및 점성등을 재는 원자현미경, MFM(Magnetic Force Microscope): 자기력(磁氣力)을 재는 원자현미경, EFM(Electrostatic Force Microscope): 시료의 전기적 특성을 재는 원자현미경, SCM(Scanning Capacitance Microscope): capacitance를 재는 원자현미경, EC-SPM(Electrochemistry Scanning Probe Microscope): 시료의 전기화학적 성질을 측정하는 원자현미경 등이 있다.
여기서는 지금까지 AFM이 어떤식으로 응용되어 왔는지 살펴보고 AFM의 활용에 대한 발전방안을 알아보고자 한다.
여기서는 지금까지 AFM이 어떤식으로 응용되어 왔는지 살펴보고 AFM의 활용에 대한 발전방안을 알아보고자 한다.
목차/차례
- 1. Introduction
- 2. AFM 이해 및 장치의 최적화
- Cantilevers
- Tip characterization
- Sample preparation
- Resolution enhancement
- 3. Sample의 mechanical properties 측정
- Adhesion
- Hardness
- Friction
- 4. Morphology measurements
- 5. 다른 characterization method와의 연계
- 6. Future Perspective
본문/내용
AFM은 PID feedback controller를 사용하고 있는데, 각 controller의 mode에 따른 image의 oscillation 정도 변화를 확인할 수 있다. 즉 over-tuned feedback loop의 경우 발생되는 잔주름 image의 현상을 제어할 수 있으며, sample마다 다른 값을 갖는다.[3]
이를 통해서 image의 resolution에 영향을 주는 인자는 humidity와 building and acoustic vibration외에 feedback loop의 gain도 작용함을 알 수 있다.
Building vibration은 accelerometer로 측정하여 G 정도면 양호하며, acoustic vibration은 angstrom 단위로 작업시 tip과 sample에 쉽게 영향을 주어 image에 noise를 발생시킨다. 이를 해결하기 위해서는 vibration isolation table을 사용하고 주변에는 전자기장 발생 장치를 제거하고 소음저감 설비를 하는게 좋다.[4]
상온에서의 humidity의 영향으로 인한 capillary force 유발은 일부실험에서는 그 영향이 적은 것으로 나타났다. 즉 silica particle의 width에 대한 TEM결과와 비교할 때 10%이내의 오차를 보여서 adsorbed water layer의 영향이 적었다.[1] 그러나 원천적으로 water vapor에 의한 tip contamination을 막기 위해서는 vacuum에서 작업을…
이를 통해서 image의 resolution에 영향을 주는 인자는 humidity와 building and acoustic vibration외에 feedback loop의 gain도 작용함을 알 수 있다.
Building vibration은 accelerometer로 측정하여 G 정도면 양호하며, acoustic vibration은 angstrom 단위로 작업시 tip과 sample에 쉽게 영향을 주어 image에 noise를 발생시킨다. 이를 해결하기 위해서는 vibration isolation table을 사용하고 주변에는 전자기장 발생 장치를 제거하고 소음저감 설비를 하는게 좋다.[4]
상온에서의 humidity의 영향으로 인한 capillary force 유발은 일부실험에서는 그 영향이 적은 것으로 나타났다. 즉 silica particle의 width에 대한 TEM결과와 비교할 때 10%이내의 오차를 보여서 adsorbed water layer의 영향이 적었다.[1] 그러나 원천적으로 water vapor에 의한 tip contamination을 막기 위해서는 vacuum에서 작업을…
참고문헌
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[2] Y.E.Strausser, M.G.Heaton, Scanning probe microscopy-technology and recent innovations, Internation laboratory, 1995, April, 37-40
[3] Susan M.Lord, Shelby F.Nelson, Using an oscilloscope to optimize AFM images, Surface topography applications-Burleigh, 1998, 10
[4] Sergei N.Magonov, M.H.Whangbo, Surface analysis with STM and AFM, VCH press, 1996
[5] N.John DiNardo, Nanoscale characterization of surfaces and interfaces, VCH press, 1994
[6] W.Richard Bowen, Nidal Hilal, Robert W.Lovitt, Chris J.Wright, An AFM stduy of the adhesion of a silica shpere to a silica surface-effects of surface cleaning, Colloids and surfaces, 1999, 157, 117-125
[7] P.Lemoine, J.Mc Laughlin, Nanomechanical measurements on polymers using contact mode AFM, Thin solid flims, 1999, 339, 258-264
[8] S.Ramesh, Y.Cohen, D.Aurbach, A.Gedanken, AFM investigation of the surface topography and adhesion of nickel nanoparticles to submicrospherical silica, Chemical physics letters, 1998, 287, 461-467
[9] Kathryn A.Rairez-Aguilar, David W.Lehmpuhl, Amy E.Michel, John W.Birks, Kathy L.Rowlen, AFM for the analysis of environmental particles, Ultramicroscopy, 1999, 77, 187-194
[10] L.M.Sanchez-Brea, J.A.Gomez-Pedrero, E.Bernabeu, Measurement of surface defects on thin steel wires by AFM, Applied surface science, 1999, 150, 125-130
[11] Tatiana N.Boronina, Isabelle Lagadic, Gleb B.Sergeev, Kenneth J.Klabunde, Activated and nanoactivated forms of zinc power : reactivity toward chlorocarbons in water and AFM studies of surface morphologies, Environmental science & technology, 1998, 32, 2614-2622
[12] Yen Wei, Danliang Jin, Daniel J.Brennan, Dimaries Nieves Rivera, Qing Zhuang, N.John DiNardo, Kunyuan Qiu, AFM study of organic-inorganic hybrid materials, Chemical materials, 1998, 10, 769-772
[13] S.Gauthier, J.P.Aime, T.Bouhacina, A.J.Arrias, B.Deabat, Study of grafted silane molecules in silica surface with an AFM, Lagmuir, 1996, 12, 5126-5137
[14] C.E.Rabke, A.Samsavar, AFM : a complimentary technique for SEM investigation, Surface topography applications-Burleigh, 1998, 4
[15] K.K.Nanda, S.N.Sarangi, S.N.Sahu, Measurement of surface roughness by AFM and RBS of CdS nanocrystalline films, Applied surface science, 1998, 133, 293-297
[16] Reena Banga, Jack Yarwood, Anthony M.Morgan, Brian Evans, Jaqueline Kells, FTIR and AFM studies of the kinetics and self-assembly of alkyltrichlorosilanes and (perfluoroalkyl) trichlorosilanes onto glass and silicon, Lagmuir, 1995, 11, 4393-4399
[17] Lennart Berfstrom, Hamaker constants of inorganic materials, Advances in colloid and interface science, 1997, 70, 125-169
[18] Zbigniew Adamczyk, Pawel Weronski, Application of the DLVO theory for particle deposition problems, Advances in colloid and interface science, 1999, 83, 137-226
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[18] Zbigniew Adamczyk, Pawel Weronski, Application of the DLVO theory for particle deposition problems, Advances in colloid and interface science, 1999, 83, 137-226
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