일반기술

펠티어 검침을 이용한 사료 표면의 열특성 측정 및 열성형 장치

주사형 열현미경의 검침으로, 열원인 동시에 온도 센서인 펠티어 검침을 이용하여 시료 표면의 열특성 측정 및 열성형을 위한 장치에 관한 것이다. 종래에는 저항선으로 검침을 만들고 검침에 교류전류를 흘려 열원으로 사용하는 동시에 저항 값의 변화로부터 온도를 측정함으로써 시료 표면의 열특성을 파악하였다. 그러나, 상기 가열은 주울(Joule)가열로 시료와 접촉하는 부분에서만 열 교환이 발생하므로 민감도가 제한적이고, 온도신호도 전류 주파수의 신호, 2배/3배 주파수의 신호 등이 발생하여 상호 교란하므로 열특성 측정 시에 정확한 열특성을 규명하기 어려우며, 열성형에 사용될 경우에는 기존 검침은 가열만이 가능하므로 열성형의 공간 해상도와 열성형 속도는 제한적인 문제점이 있었다. 문제점의 해결방안으로 본 발명은 펠티어 효과를 이용하여 상이한 전도선의 집합으로 검침을 제작하여 시료 표면의 열특성 측정 및 열성형 장치를 제공하는 것이다.효과적으로 시료 표면의 열특성을 측정하고 열성형을 위하여 본 발명은, 열특성 측정을 위한 소정의 열 발생 패턴 신호를 발생시키기 위한 신호 발생기, 신호 발생기에 연결되어, 전류를 측정하기 위한 전류계, 전류계에 연결된 전도도가 상이한 전도선의 접합으로 이루어지고, 전도선의 접합 부분은 펠티어 검침 형태로 구성된 브리지 회로, 및 브리지 회로의 대칭점의 양 단자에 연결되어, 펠티어 검침에 의하여 검출되는 신호의 온도 진동에 의한 전압을 증폭하여 검출하기 위한 고정 주파수 증폭기를 포함하는 펠티어 검침을 이용한 시료 표면의 열특성 측정 및 열성형 장치이다. 본 발명에 의하면 브리지 회로내의 서로 다른 구성의 전도선 접합점을 열원 및 센서로서 주사형 열현미경의 검침으로 사용하여 시료 표면의 열특성을 측정하고 열성형함으로, 접합점에서만 발생하는 열교환 특성을 이용하여 시료 표면의 열특성을 나노미터 단위의 공간 해상도와 민감도로 측정할 수 있으며, 열성형시에 펠티어 검침에서 가열, 냉각이 동시에 가능하도록 높은 공간 해상도의 열성형과 열성형 속도의 향상을 기대할 수 있으므로 나노기록매체(nano-storage madia)에 응용이 가능하다.