원자력 현미경 (AFM) :표면의 작은 탐색기
AFM (Atomic Force Microscope)은 과학자들이 나노 스케일에서 물질을 이미지화하고 조작 할 수있는 강력한 도구이며, 이는 개별 원자와 분자 수준에서 의미합니다.
작동 방식은 다음과 같습니다.
1. 팁 : 날카로운 바늘 모양의 팁은 작은 캔틸레버, 유연한 빔에 부착됩니다. 이 팁은 일반적으로 실리콘이나 다이아몬드와 같은 단단한 재료로 만들어집니다.
2. 캔틸레버 : 캔틸레버는 표면이 스캔되는 것과 상호 작용할 때 구부리거나 편향하도록 설계되었습니다.
3. 스캐너 : 팁은 레코드 플레이어의 팔과 유사한 제어 패턴으로 표면을 가로 질러 움직이는 스캐너에 부착됩니다.
4. 센서 : 레이저 빔이 캔틸레버 뒷면에 빛납니다. 캔틸레버가 구부러지면 반사 된 레이저 빔이 움직이고 센서에 의해 감지됩니다.
5. 피드백 메커니즘 : 센서 신호는 팁과 표면 사이의 일정한 힘을 유지하기 위해 팁의 높이를 조정하는 피드백 루프를 만드는 데 사용됩니다.
6. 이미지 : 팁의 움직임 및 피드백 루프에 의한 해당 조정은 기록되어 표면의 상세한 지형 이미지를 구성하는 데 사용됩니다.
AFM을 독특하게 만드는 이유 :
* 고해상도 : 원자 규모의 해상도를 달성하여 과학자들이 개별 원자와 분자를 시각화 할 수 있습니다.
* 다양성 : AFM은 금속, 폴리머, 세라믹 및 생물학적 샘플을 포함한 광범위한 재료를 연구하는 데 사용될 수 있습니다.
* 표면 감도 : 표면 거칠기, 결함 및 원자 배열을 포함한 표면 지형에 대한 자세한 정보를 제공 할 수 있습니다.
* 조작 능력 : 이미징 외에도 AFM은 또한 개별 분자를 밀거나 당기거나 절단하는 것과 같은 나노 스케일에서 재료를 조작하는 데 사용될 수 있습니다.
AFM의 응용 :
* 재료 과학 : 물질의 표면 특성을 연구하고, 결정 성장을 이해하고, 새로운 나노 물질 개발.
* 생물학과 의학 : 단백질, DNA 및 세포의 구조를 조사하고 새로운 진단 및 치료 도구를 개발합니다.
* 전자 장치 : 트랜지스터 및 메모리 칩과 같은 나노 디바이스의 제조 및 성능을 연구합니다.
* 데이터 저장 : 새로운 고밀도 데이터 저장 기술 개발.
전반적으로, AFM은 과학자들이 매우 작은 세계를 탐험 할 수있는 강력한 도구입니다.
