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100여 개 탐침을 적용해 주사 탐침 현미경(Scanning probe microscopy, SPM)의 성능을 높인 현미경을 국내 연구진이 공개했다.
한국연구재단은 연세대학교 신소재공학과 심우영 교수 연구팀이 캔틸레버 없는 간단한 탐침 구조를 이용한 다중 탐침 주사 탐침 현미경을 개발했다고 28일 밝혔다.
▲다중 탐침을 이용한 이진 상태 주사 탐침 현미경 이미징 구조 개념도 (자료=연세대학교 신소재공학과 심우영 교수)
주사 탐침 현미경은 뾰족한 탐침을 이용해 시료를 훑으며 표면의 미세한 3D 형상을 측정하는 장비다.
기존 주사 탐침 현미경은 하나의 탐침으로 전체 표면을 측정하는 특성으로 인해 측정 면적과 속도가 제한적이었다. 이 때문에 산업에서의 활용에 제약이 있었다.
측정 면적을 넓히기 위해서는 탐침의 개수를 늘려야 하지만, 기존의 캔틸레버 기반 탐침은 구조가 복잡해 여러 개의 탐침으로 제작하기 어려웠다.
이에 연구팀은 캔틸레버가 없는 간단한 구조의 다중 탐침 어레이(Cantilever-free tip array)와 이를 표면 측정에 활용할 수 있는 이진상태 주사 탐침 현미경(Binary-state probe microscopy, BSPM) 기법을 고안했다. 이를 통해 캔틸레버 없이 대면적 측정까지 가능한 다중 탐침 주사 탐침 현미경을 만들었다.
연구팀에 따르면, 개발한 현미경이 가진 100여 개의 탐침을 동시에 사용해 1㎟ 표면 측정에 성공했다. 이는 기존 주사 탐침 현미경 기술의 약 100배에 해당하는 넓은 측정 면적이라고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 미래소재디스커버리사업 등의 지원으로 수행했다.
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