일반기술

원자현미경을 이용한 나노 압입 시험 기술

<기술의 개요>나노 압입 시험에는 박막 또는 나노 구조물의 기계적인 특성, 즉 경도와 탄성계수를 측정하는 기술로서, 1 nm 이하의 변위 분해능과 100 nN이하의 하중 분해능을 가지는 시험 장비가 필요하다. 원자현미경은 원래 시료의 표면 형상 측정에 이용되어 왔으나, 최근에는 미소한 힘 변화를 측정할 수 있는 기능 때문에 원자현미경을 이용한 압입 시험 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 원자현미경을 이용하여 기계적 특성을 평가하는 데에는 몇 가지 문제점들이 존재하며, 본 기술은 이들 문제점을 해결하여 보다 신뢰성 있는 기계적 물성 시험 결과를 산출하는 기술이다.<기술의 특징>본 기술의 특징은 압입 시험 기능이 추가된 원자현미경용 캔틸레버의 고안에 있다. 본 기술의 원자현미경용 캔틸레버를 부착함으로써, 다양한 업체에서 판매하고 있는 상용 원자현미경에 압입 시험 기능을 용이하게 추가할 수 있다. 본 기술에서 개발된 압입 시험 기능을 가진 원자현미경용 캔틸레버는 압입 시험과 동시에 시험편의 형상 및 압흔을 측정할 수 있으며, 원자현미경 압입 시험 시에 발생하는 기생 운동(parasitic motion)을 원천적으로 제거할 수 있다. 이에 따라 기존의 원자현미경 압입 시험 기술에 비하여 그 정확성이 크게 향상되었으며, 별다른 변경 없이 여러 상용 원자현미경에 적용할 수 있다.