원자현미경

요약 광학현미경과 전자현미경에 이어 개발된 제3세대 현미경으로, 원자 지름의 수십분의 1까지 측정할 수 있다. 진공 중에서도 사용이 가능하며 시료의 물리적, 전기적 성질을 알아낼 수 있는 장점이 있다.

1980년대 초에 처음 개발된 현미경으로, 영문 머리글자를 따서 SPM으로 약칭한다. 광학현미경과 전자현미경의 뒤를 잇는 제3세대 현미경으로, 나노기술 발전에 꼭 필요한 첨단 계측장비이다. 지름의 수십분의 1까지 측정할 수 있으며, 에서만 관찰이 가능한 전자현미경과 달리 대기 중에서도 사용할 수 있다.

또 시료의 형상을 수평·수직 방향 모두 정확하게 측정할 수 있고, 시료의 물리적 성질과 전기적 성질까지도 알아낼 수 있다. 은 광학현미경이 최고 수천 배, 전자현미경이 최고 수십만 배인 데 비해 최고 수천만 배까지 가능해 하나하나의 원자까지 상세하게 관찰할 수 있다.

과 같이 단단하고 안정된 금속의 끝을 뾰족하게 만들어 그 바늘(탐침)을 측정하고자 하는 시료에 접근시켜 주사하는 주사터널링현미경(Scanning Tunneling Microscopy, STM)이 최초의 원자현미경이다. 이어 등장한 것이 원자힘현미경(Atomic Force Microscopy, AFM)으로, 현재 가장 널리 쓰이는 원자현미경이다. STM의 텅스텐 바늘 대신 머시닝으로 제조된 캔틸레버(cantilever)로 불리는 작은 막대를 쓴다.

그밖에 표면의 을 재는 LFM, 시료의 경도를 재는 FMM, 자기력을 재는 MFM, 시료의 전기적 특성을 재는 EFM 등 다양한 원자현미경이 있다. ·증착막(蒸着膜)의 두께 및 굴곡 측정, 천연광석 표면 분석, 표면 계측 및 결함 분석, ·· 등에 쓰이는 비트의 모양새 조사, 평판디스플레이 분석장비 등 주로 연구용·산업용 및 분석·측정 기기로 활용된다.