KR102102384B1 - Vibrational noise spectroscopy apparatus for measuring and imaging molecular vibration mode in nanoscale spatial resolution and method thereof - Google Patents

Vibrational noise spectroscopy apparatus for measuring and imaging molecular vibration mode in nanoscale spatial resolution and method thereof Download PDF

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Abstract

나노 해상도에서 분자 진동 모드를 측정 및 이미지화하는 진동 잡음 분광 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 진동 잡음 분광 장치는 연동되는 전도성 원자힘 현미경(Conductive Atomic Force Microscopy)의 전도성 탐침(Pt Probe)과 분자들이 증착된 분자 시료가 장착된 전도성 기판 사이에 전압이 인가되도록 함수 발생기를 제어하는 함수 발생기 제어부, 분자 시료를 통하여 탐침으로 흐르는 전류를 측정하고 측정된 전류 신호에 기초하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도(power spectral density, PSD)를 측정하는 측정부, 함수 발생기를 통해 변화된 전압에 따른 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 수집하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 생성하고, 스펙트럴 밀도의 지도를 분석하여 분자 시료의 진동 모드를 측정하는 분석부, 그리고 진동 모드의 분포를 나노 스케일 해상도로 이미지화하는 지도를 생성하는 이미지화부를 포함한다. A vibration noise spectroscopy apparatus and method for measuring and imaging a molecular vibration mode at nano-resolution. The vibration noise spectroscopy apparatus is composed of conductive probes and molecules deposited on a conductive Atomic Force Microscopy. Function generator control unit that controls the function generator so that a voltage is applied between the conductive substrates on which the molecular sample is mounted, measures the current flowing through the molecular sample to the probe, and generates noise power spectral density based on the measured current signal. , PSD) to measure the noise power spectral density according to the changed voltage through the measuring unit and function generator to generate a map of the noise power spectral density, and analyze the map of the spectral density to determine the vibration mode of the molecular sample. Image analysis unit and vibration mode distribution in nano-scale resolution Includes an image conversion unit to generate the map.

Figure R1020180162103
Figure R1020180162103

Description

나노 해상도에서 분자 진동 모드를 측정 및 이미지화하는 진동 잡음 분광 장치 및 그 방법 {VIBRATIONAL NOISE SPECTROSCOPY APPARATUS FOR MEASURING AND IMAGING MOLECULAR VIBRATION MODE IN NANOSCALE SPATIAL RESOLUTION AND METHOD THEREOF}VIBRATIONAL NOISE SPECTROSCOPY APPARATUS FOR MEASURING AND IMAGING MOLECULAR VIBRATION MODE IN NANOSCALE SPATIAL RESOLUTION AND METHOD THEREOF}

나노 해상도에서 분자 진동 모드를 측정 및 이미지화하는 진동 잡음 분광 장치 및 그 방법이 제공된다. A vibration noise spectroscopy device and method for measuring and imaging molecular vibration modes at nano resolution are provided.

고체 기판에 흡착된 분자의 진동 모드에 관한 측정은 분자 구조에 대한 다양한 정보를 제공하고 알려지지 않은 분자 종을 식별할 수 있는 방법으로 매우 유용하다. The measurement of the vibration mode of a molecule adsorbed on a solid substrate is very useful as a method of providing various information about the molecular structure and identifying unknown molecular species.

이를 위한 대표적인 분자진동모드 분광법으로는 라만 분광법, 적외선 분광법, 비탄성 전자 터널링 분광법 등이 있다. 이러한 방법들로부터 측정되는 분자 진동모드에 대해서 공간적 분포를 이미징하기 위해서 주사 탐침 현미경법과 결합하여 활용된다. Representative molecular vibration mode spectroscopy for this purpose includes Raman spectroscopy, infrared spectroscopy, and inelastic electron tunneling spectroscopy. It is utilized in combination with scanning probe microscopy to image the spatial distribution for molecular vibration modes measured from these methods.

하지만 이러한 결합은 매우 정교한 실험 장치를 필요로 하기 때문에, 고비용이 요구된다. 또한, 라만 분광법처럼 레이저를 사용하는 진동모드 분광법의 경우, 빛에 민감한 분자 시료를 손상시킬 수 있다는 한계가 있다. However, this combination requires a very sophisticated experimental device, and therefore requires high cost. In addition, in the case of vibration mode spectroscopy using a laser, such as Raman spectroscopy, there is a limitation that it can damage light-sensitive molecular samples.

그리고 비탄성 전자 터널링 분광법은 분자 시료의 터널링 전류를 측정하여 분자 진동 모드를 조사하는 방법으로 극저온 환경에서만 사용이 가능하다는 한계가 있다. In addition, inelastic electron tunneling spectroscopy is a method of examining the molecular vibration mode by measuring the tunneling current of a molecular sample, which has a limitation that it can be used only in a cryogenic environment.

이에, 비교적 간단한 실험 장치를 이용하여 일반적인 상온 상압 조건에서 분자 시료의 진동모드를 측정하기 위한 기술이 요구된다.Accordingly, a technique for measuring the vibration mode of a molecular sample under normal ambient temperature and pressure conditions using a relatively simple experimental apparatus is required.

본 발명의 하나의 실시예는 상온 상압 조건에서 비교적 간단한 실험 장치를 통해 분자 시료의 진동 모드를 나노 해상도로 측정하고 이미징하기 위한 것이다. One embodiment of the present invention is to measure and image the vibration mode of a molecular sample at a nano-resolution through a relatively simple experimental apparatus at room temperature and normal pressure conditions.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 사용될 수 있다.In addition to the above tasks, it can be used to achieve other tasks not specifically mentioned.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 진동 잡음 분광 장치는 연동되는 전도성 원자힘 현미경(Conductive Atomic Force Microscopy)의 전도성 탐침(Pt Probe)과 분자들이 증착된 분자 시료가 장착된 전도성 기판 사이에 전압이 인가되도록 함수 발생기를 제어하는 함수 발생기 제어부, 분자 시료를 통하여 상기 탐침으로 흐르는 전류를 측정하고 측정된 전류 신호에 기초하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도(power spectral density, PSD)를 측정하는 측정부, 함수 발생기를 통해 변화된 전압에 따른 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 수집하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 생성하고, 스펙트럴 밀도의 지도를 분석하여 분자 시료의 진동 모드를 측정하는 분석부, 그리고 진동 모드의 분포를 나노 스케일 해상도로 이미지화하는 지도를 생성하는 이미지화부를 포함한다. In a vibration noise spectroscopy apparatus according to an embodiment of the present invention, a voltage is applied between a conductive probe (Pt Probe) of a conductive Atomic Force Microscopy that is interlocked and a conductive substrate equipped with a molecular sample on which molecules are deposited. Function generator control unit to control the function generator as much as possible, a measurement unit measuring a current flowing through the molecular sample to the probe and measuring noise power spectral density (PSD) based on the measured current signal, a function generator The noise power spectral density according to the changed voltage is collected to generate a map of the noise power spectral density, and the analysis section to measure the vibration mode of the molecular sample by analyzing the spectral density map, and the distribution of the vibration mode to nano And an imager that generates a map imaged at scale resolution.

측정부는, 전류 신호에서 대역 필터를 사용하여 미리 설정된 대역의 전류 잡음을 추출하고, 전류 잡음의 실효값 (Root-mean-square, RMS) 파워를 측정하여, 실효값(Root-mean-square, RMS) 파워를 통해 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 측정할 수 있다. The measurement unit extracts current noise in a preset band using a band filter from the current signal, measures the effective power (Root-mean-square, RMS) of the current noise, and measures the effective value (Root-mean-square, RMS). ) Power can measure the noise power spectral density.

측정부는, 실효값 파워를 제곱한 후 대역 필터의 대역폭으로 나누고 대역 필터의 중심 주파수에 대응되는 주파수에서 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 측정할 수 있다. After squaring the effective value power, the measurement unit may divide the bandwidth of the band filter and measure the noise power spectral density at a frequency corresponding to the center frequency of the band filter.

분석부는, 미리 설정된 전압에서의 잡음 파워 스펙트럴 밀도 값을 기준으로 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 정규화하고 정규화된 스펙트럼에서 피크 지점을 추출할 수 있다. The analysis unit may normalize the map of the noise power spectral density based on the noise power spectral density value at a preset voltage and extract a peak point from the normalized spectrum.

분석부는, 피크 지점에서의 인가된 전압에 의한 전자 에너지를 분자 시료의 진동 모드 에너지로 추정할 수 있다. The analyzer may estimate the electron energy due to the applied voltage at the peak point as the vibration mode energy of the molecular sample.

이미지화부는, 복수 개의 상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 전압의 제곱에 대하여 피팅하여 피팅 계수의 지도를 생성할 수 있다. The imaging unit may generate a fitting coefficient map by fitting a plurality of the maps of the noise power spectral density to the square of the voltage.

이미지화부는, 설정된 전압에서의 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도에 피팅 계수의 지도를 적용하여 분자의 진동 모드의 분포를 나타내는 설정된 전압에서의 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 생성할 수 있다. The imaging unit may generate a map of the normalized noise power spectral density at the set voltage representing the distribution of the vibration mode of the molecule by applying a map of the fitting coefficient to the map of the noise power spectral density at the set voltage.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 함수 발생기를 이용하여 분자들이 증착된 분자 시료가 장착된 전도성 기판과 전도성 원자힘 현미경(Conductive Atomic Force Microscopy)의 전도성 탐침(Pt Probe) 사이에 전압을 인가하는 단계, 분자 시료를 통하여 상기 탐침으로 흐르는 전류를 측정하고 측정된 전류 신호에 기초하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도(power spectral density, PSD)를 측정하는 단계, 함수 발생기를 통해 인가한 전압을 변화시켜, 변화된 전압에 따라 측정된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 획득하는 단계, 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 분석하여 분자 시료의 진동 모드를 측정하는 단계, 그리고 진동 모드의 분포를 나노 스케일 해상도로 이미지화하는 지도를 생성하는 단계를 포함한다. Applying a voltage between a conductive substrate equipped with a molecular sample on which molecules are deposited and a conductive probe (Pt Probe) of a conductive atomic force microscope using a function generator according to one embodiment of the present invention , Measuring the current flowing through the probe through the molecular sample and measuring the noise power spectral density (PSD) based on the measured current signal, by changing the voltage applied through the function generator, the changed voltage Obtaining a map of the noise power spectral density measured according to, analyzing the map of the noise power spectral density to measure the vibration mode of a molecular sample, and a map that images the distribution of the vibration mode at nanoscale resolution. And generating.

본 발명의 따르면, 전도성 원자힘 현미경법에 기반하므로 레이저를 사용하지 않아 강한 빛에 의한 분자시료의 손상없이 나노 크기 해상도로 분자시료의 진동모드 측정하고 이미징이 가능하다. According to the present invention, since it is based on a conductive atomic force microscopy, it is possible to measure and image the vibration mode of the molecular sample at nano-scale resolution without damaging the molecular sample by strong light without using a laser.

본 발명의 따르면, 극저온 또는 고진공 등의 특수한 실험환경을 만들 필요없이 상온 상압에서 분자시료의 진동 모드 측정 가능하다.According to the present invention, it is possible to measure the vibration mode of the molecular sample at normal temperature and pressure without the need to create a special experimental environment such as cryogenic or high vacuum.

본 발명의 따르면, 광학 장비가 아닌 전기적인 측정에 기반하여 비교적 저렴하고 강한 빛에 민감한 분자시료에도 적용가능하기 때문에 분자 시료와 분자 시료를 분석뿐 아니라 또는 미지의 분자 시료를 분석하여 분자의 구조와 종류를 확인하고자 할 때 유용하여 광범위하게 이용될 수 있다. According to the present invention, since it is applicable to molecular samples that are relatively inexpensive and strong to light based on electrical measurements, not optical equipment, it is possible to analyze molecular samples and molecular samples, or analyze unknown molecular samples to determine the molecular structure and It is useful when you want to check the type and can be used widely.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전도성 원자힘 현미경과 연계된 진동 잡음 분광 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 진동 잡음 분광 장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 진동 잡음 분광 장치의 분자 진동 모드의 분포를 이미지화하는 방법에 대한 순서도이다.
도 4 는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분자 시료의 진동 모드를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 진동 잡음 분광 방법을 다양한 종류의 분자에 적용하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 나노 스케일 해상도의 분자 진동 모드를 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 정규화된 지도를 이용하여 특정 진동 모드의 밀도에 대한 정량적 평가를 설명하기 위한 도면이다. 1 is an exemplary view showing a vibration noise spectroscopy device associated with a conductive atomic force microscope according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a vibration noise spectrometer according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart for a method of imaging the distribution of molecular vibration modes of a vibration noise spectroscopy device according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a vibration mode of a molecular sample according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a vibration noise spectroscopy method according to an embodiment of the present invention applied to various kinds of molecules.
6 is an exemplary view showing a molecular vibration mode of nano-scale resolution according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a quantitative evaluation of the density of a specific vibration mode using a normalized map according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다. The embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are used for the same or similar elements throughout the specification. In the case of well-known technology, detailed description thereof will be omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

이하에서는 도 1을 이용하여 전도성 원자힘 현미경(Conductive Atomic Force Microscopy)과 연동된 진동 잡음 분광 장치에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a vibration noise spectroscopy device linked with a conductive atomic force microscope will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전도성 원자힘 현미경과 연계된 진동 잡음 분광 장치를 나타낸 예시도이다. 1 is an exemplary view showing a vibration noise spectroscopy device associated with a conductive atomic force microscope according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 진동 잡음 분광 장치(100)는 전도성 원자힘 현미경과 네트워크로 연결되어 데이터를 송수신한다. As shown in FIG. 1, the vibration noise spectroscopy device 100 is connected to a network with a conductive atomic force microscope to transmit and receive data.

여기서 네트워크는 usb 케이블을 포함하는 유선 통신 네트워크, 근거리 또는 원거리 무선 통신 네트워크, 이들이 혼합된 네트워크 등 데이터를 전달하는 모든 형태의 통신 네트워크를 포함할 수 있다. Here, the network may include any type of communication network that transmits data, such as a wired communication network including a usb cable, a short-range or remote wireless communication network, and a network in which they are mixed.

먼저, 전도성 기판(10) 위에 다양한 분자들이 증착된 분자 시료(Patterned Layers of Different Molecules)가 있다. First, there are molecular samples (Patterned Layers of Different Molecules) in which various molecules are deposited on the conductive substrate 10.

그리고 전도성 기판(10)의 분자 시료가 증착된 측면의 상측에 전도성 원자힘 현미경의 전도성 탐침(20, Conductive Probe)이 위치한다. 전도성 탐침(20)은 전도성 원자힘 현미경에 설치된 플래티넘 소재의 뽀족한 탐침으로 해당 전도성 기판(10)을 스캔할 수 있다. And a conductive probe (20, Conductive Probe) of a conductive atomic force microscope is located on the upper side of the side where the molecular sample of the conductive substrate 10 is deposited. The conductive probe 20 is a pointed probe made of a platinum material installed in a conductive atomic force microscope and can scan the corresponding conductive substrate 10.

함수 발생기(30, Function Generator)에서 전압을 연결된 전도성 기판(10)에 전달하면, 전도성 기판(10), 분자 시료, 전도성 탐침(20)으로 전류가 통과한다. When the voltage is transmitted from the function generator 30 to the connected conductive substrate 10, current passes through the conductive substrate 10, the molecular sample, and the conductive probe 20.

그러면, 진동 잡음 분광 장치(100)는 해당 전류를 저잡음 전류 증폭기(Low-noise Preamplifier)를 통하여 증폭시켜 측정할 수 있다. 그리고 진동 잡음 분광 장치(100)는 동시에 저잡음 전류 증폭기에 연결된 대역 필터(Bandpass Filter)를 사용하여 증폭된 전류 신호에서 특정 대역의 전류 잡음을 추출한다. Then, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 may amplify and measure the current through a low-noise preamplifier. Then, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 simultaneously extracts current noise of a specific band from the amplified current signal using a bandpass filter connected to the low-noise current amplifier.

추출된 전류 잡음은 RMS-DC 전압 변환기(RMS to DC Converter)를 통해 추출한 전류 잡음의 실효값(PMS, Root-mean-square) 파워를 측정할 수 있다.The extracted current noise can measure the root-mean-square (PMS) power of the current noise extracted through the RMS to DC converter.

이처럼, 진동 잡음 분광 장치(100)는 전도성 원자힘 현미경을 이용하여 전류값을 측정하고, 전류 잡음 밀도 값을 측정하면, 대역 통과 필터. 분자 시료 내 특정 위치에서 측정 된 전류 및 잡음 파워 스펙트럴 밀도(power spectral density, PSD) 값을 별도의 데이터베이스에 저장할 수 있다. As described above, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 measures a current value using a conductive atomic force microscope, and measures the current noise density value, a band pass filter. Current and noise power spectral density (PSD) values measured at specific locations in a molecular sample can be stored in separate databases.

또한, 진동 잡음 분광 장치(100)와 전도성 원자힘 현미경을 연동하여 분자의 진동 모드를 측정함으로써, 전도성 기판(10)에 흡착된 분자 종의 분포를 나노 스케일 해상도로 매핑할 수 있다. In addition, by measuring the vibration mode of the molecule by linking the vibration noise spectroscopy apparatus 100 and the conductive atomic force microscope, the distribution of molecular species adsorbed on the conductive substrate 10 can be mapped to nanoscale resolution.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 진동 잡음 분광 장치를 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing a vibration noise spectrometer according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 진동 잡음 분광 장치(100)는 함수 발생기 제어부(110), 측정부(120), 분석부 (130) 그리고 이미지화부 (140)를 포함한다. 2, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 includes a function generator control unit 110, a measurement unit 120, an analysis unit 130, and an imaging unit 140.

먼저, 함수 발생기 제어부(110)는 연동되는 전도성 원자힘 현미경의 전도성 탐침(20)과 분자들이 증착된 분자 시료가 장착된 전도성 기판(10) 사이에 전압이 인가되도록 함수 발생기를 제어한다. First, the function generator control unit 110 controls the function generator so that a voltage is applied between the conductive probe 20 of the interlocking conductive atomic force microscope and the conductive substrate 10 on which the molecular sample on which the molecules are deposited is mounted.

이때, 함수 발생기는 전도성 기판(10)에 연결되어, 전압을 인가할 수 있다. At this time, the function generator may be connected to the conductive substrate 10 to apply a voltage.

그리고 함수 발생기 제어부(110)는 실시간 또는 일정 시간 주기에 따라 상이한 전압이 인가되도록 함수 발생기를 제어할 수 있다. In addition, the function generator control unit 110 may control the function generator such that different voltages are applied according to a real time or constant time period.

측정부(120)는 분자 시료를 통하여 탐침으로 흐르는 전류를 측정한다. 그리고 측정부(120)는 측정된 전류 신호에 기초하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도(PSD)를 산출한다. The measuring unit 120 measures the current flowing through the molecular sample to the probe. Then, the measurement unit 120 calculates the noise power spectral density (PSD) based on the measured current signal.

이때, 측정부(120)는 밴드 패스 필터와 RMS-DC 전압 변환기를 사용하는 전류의 주파수 도메인 측정을 기반으로 한다. At this time, the measurement unit 120 is based on the frequency domain measurement of the current using a band pass filter and an RMS-DC voltage converter.

분석부(140)는 함수 발생기 제어부(110)가 변화시킨 전압에 따라 산출된 잡음 파워 스펙트럴 밀도(PSD)를 수집하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 2차원 지도를 생성한다. The analysis unit 140 collects the noise power spectral density (PSD) calculated according to the voltage changed by the function generator control unit 110 to generate a two-dimensional map of the noise power spectral density.

그리고 분석부(140)는 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 2차원 지도를 분석하여 분자 시료의 진동 모드를 측정한다. Then, the analysis unit 140 analyzes a two-dimensional map of the noise power spectral density to measure the vibration mode of the molecular sample.

다음으로 이미지화부(150)는 진동 모드의 분포를 나노 스케일 해상도로 이미지화하는 지도를 생성하다. 이미지화부(150)는 설정된 전압에서의 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 정규화하여 해당 전압에 해당하는 에너지를 가진 분자 진동 모드의 분포를 제공한다. Next, the imaging unit 150 generates a map for imaging the distribution of the vibration mode at nanoscale resolution. The imaging unit 150 normalizes the map of the noise power spectral density at the set voltage to provide a distribution of molecular vibration modes having energy corresponding to the voltage.

이미지화부(150)는 여러 분자 와이어로 구성된 분자 층 패턴에 분자 진동 모드를 매핑하여 이미지화할 수 있다. The imaging unit 150 may map and image a molecular vibration mode on a molecular layer pattern composed of several molecular wires.

한편, 진동 잡음 분광 장치(100)는 서버, 단말, 또는 이들이 결합된 형태일 수 있다. Meanwhile, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 may be a server, a terminal, or a combination of these.

단말은 각각 메모리(memory), 프로세서(processor)를 구비함으로써 연산 처리 능력을 갖춘 장치를 통칭하는 것이다. 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer), PDA(personal digital assistant), 휴대폰, 스마트 기기, 태블릿(tablet) 등이 있다.The terminal is a device having a computational processing capability by having a memory and a processor, respectively. For example, there are personal computers, handheld computers, personal digital assistants (PDAs), cell phones, smart devices, tablets, and the like.

서버는 복수개의 모듈(module)이 저장되어 있는 메모리, 그리고 메모리에 연결되어 있고 복수개의 모듈에 반응하며, 단말에 제공하는 서비스 정보 또는 서비스 정보를 제어하는 액션(action) 정보를 처리하는 프로세서, 통신 수단, 그리고 UI(user interface) 표시 수단을 포함할 수 있다.The server is a processor in which a plurality of modules are stored, and a processor that is connected to the memory and reacts to a plurality of modules and processes service information provided to a terminal or action information for controlling service information, communication And means for displaying a user interface (UI).

메모리는 정보를 저장하는 장치로, 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory, 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치, 기타 비휘발성 고체 상태 메모리 장치(non-volatile solid-state memory device) 등의 비휘발성 메모리 등 다양한 종류의 메모리를 포함할 수 있다.Memory is a device that stores information, such as high-speed random access memory (high-speed random access memory, magnetic disk storage, flash memory device, other non-volatile solid-state memory device) It may include various types of memory such as volatile memory.

통신 수단은 단말과 서비스 정보 또는 액션 정보를 실시간으로 송수신한다.The communication means transmits and receives service information or action information to the terminal in real time.

UI 표시 수단은 장치의 서비스 정보 또는 액션 정보를 실시간으로 출력한다. UI 표시 수단은 UI를 직접적 또는 간접적으로 출력하거나 표시하는 독립된 장치일 수도 있으며, 또는 장치의 일부분일 수도 있다.The UI display means outputs service information or action information of the device in real time. The UI display means may be an independent device that directly or indirectly outputs or displays the UI, or may be a part of the device.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 이용하여 분자 시료를 통해 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 측정하여 나노 스케일 해상도로 분자 진동 모드의 분포를 이미지화하는 방법에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of imaging the distribution of the molecular vibration mode at a nano-scale resolution by measuring the noise power spectral density through a molecular sample using FIGS. 3 to 6 will be described in detail.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 진동 잡음 분광 장치의 분자 진동 모드의 분포를 이미지화하는 방법에 대한 순서도이다. 3 is a flow chart for a method of imaging the distribution of molecular vibration modes of a vibration noise spectroscopy device according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 진동 잡음 분광 장치(100)는 분자 시료가 장착된 전도성 기판(10)과 전도성 원자힘 현미경의 전도성 탐침(20) 사이에 전압을 인가한다(S310). As shown in FIG. 3, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 applies a voltage between the conductive substrate 10 on which the molecular sample is mounted and the conductive probe 20 of the conductive atomic force microscope (S310).

진동 잡음 분광 장치(100)는 전도성 기판(10)에 연결된 함수 발생기(30)를 제어하여 전압을 인가한다. The vibration noise spectroscopy apparatus 100 controls the function generator 30 connected to the conductive substrate 10 to apply a voltage.

그리고 진동 잡음 분광 장치(100)는 분자 시료를 통하여 탐침으로 흐르는 전류와 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 측정한다(S320). Then, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 measures the current flowing through the molecular sample to the probe and the noise power spectral density (S320).

진동 잡음 분광 장치(100)는 탐침으로 흐르는 전류 신호에서 대역 필터를 사용하여 미리 설정된 대역의 전류 잡음을 추출한다. 그리고 진동 잡음 분광 장치(100)는 전류 잡음의 실효값(Root-mean-square, RMS) 파워를 측정할 수 있다. The vibration noise spectroscopy apparatus 100 extracts current noise in a preset band using a band filter from the current signal flowing to the probe. In addition, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 may measure the effective power (Root-mean-square, RMS) power of the current noise.

진동 잡음 분광 장치(100)는 전류 신호에서 대역 필터를 사용하여 미리 설정된 대역의 전류 잡음을 추출하고, 전류 잡음의 실효값(Root-mean-square, RMS) 파워를 측정하여, 실효값(Root-mean-square, RMS) 파워를 통해 전류 잡음 밀도를 측정한다. The vibration noise spectroscopy apparatus 100 extracts current noise in a preset band using a band filter from the current signal, measures the effective power (Root-mean-square, RMS) of the current noise, and measures the effective value (Root- Measure the current noise density through mean-square (RMS) power.

그리고 진동 잡음 분광 장치(100)는 실효값 파워를 제곱한 후, 대역 필터의 대역폭으로 나누어 대역 필터의 중심 주파수에서의 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 측정할 수 있다. Then, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 may measure the noise power spectral density at the center frequency of the band filter by squaring the effective power and dividing by the bandwidth of the band filter.

이때, 분자 패턴에 대해 전도성 원자힘 현미경의 전도성 탐침(20)이 전도성 기판(10)을 스캐닝함으로써 진동 잡음 분광 장치(100)는 여러 분자 와이어로 구성된 분자 패턴에 대한 전류와 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 할 수 있다. At this time, for the molecular pattern, the conductive probe 20 of the conductive atomic force microscope scans the conductive substrate 10, so that the vibration noise spectroscopy apparatus 100 determines the current and noise power spectral density for the molecular pattern composed of several molecular wires. can do.

다음으로 진동 잡음 분광 장치(100)는 인가한 전압을 변화시켜, 변화된 전압에 따른 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 획득한다(S330). Next, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 changes the applied voltage to obtain a map of the noise power spectral density according to the changed voltage (S330).

진동 잡음 분광 장치(100)는 변화된 전압을 인가한 상태에서 S320 단계를 반복적으로 수행함에 따라 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 2차원 지도를 획득할 수 있다. The vibration noise spectroscopy apparatus 100 may obtain a two-dimensional map of the noise power spectral density by repeatedly performing step S320 in a state where a changed voltage is applied.

이때, 진동 잡음 분광 장치(100)는 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도와 함께 분자 층을 나타내는 지형도(topography map)를 측정할 수 있다.At this time, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 may measure a topography map representing a molecular layer together with a map of noise power spectral density.

그리고 진동 잡음 분광 장치(100)는 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 분석하여 분자 시료의 진동 모드를 측정한다(S340). Then, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 analyzes a map of the noise power spectral density to measure the vibration mode of the molecular sample (S340).

진동 잡음 분광 장치(100)는 미리 설정된 전압에서의 잡음 파워 스펙트럴 밀도 값을 기준으로 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 정규화한다. 그리고 진동 잡음 분광 장치(100)는 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도에서 피크 지점을 추출한다. The vibration noise spectroscopy apparatus 100 normalizes the map of the noise power spectral density based on the noise power spectral density value at a preset voltage. Then, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 extracts a peak point from a map of normalized noise power spectral density.

진동 잡음 분광 장치(100)는 피크 지점에서의 인가된 전압에 의한 전자 에너지를 분자 시료의 진동 모드 에너지로 추정한다. The vibration noise spectroscopy apparatus 100 estimates the electronic energy due to the applied voltage at the peak point as the vibration mode energy of the molecular sample.

이하에서는 도 4 및 도 5를 이용하여 이러한 진동 잡음 분광 장치(100)의 분자 시료의 진동 모드를 측정하는 구성에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a configuration for measuring the vibration mode of the molecular sample of the vibration noise spectroscopy apparatus 100 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4 는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분자 시료의 진동 모드를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing a vibration mode of a molecular sample according to an embodiment of the present invention.

도 4의 (a)는 전압(Vb)에 따른 잡음 파워 스펙트럴 밀도(SI)를 나타내고, (b)는 (a)의 잡음 파워 스펙트럴 밀도(SI) 데이터로부터 정규화된 Sn의 그래프를 나타낸다. 4 (a) shows the noise power spectral density S I according to the voltage V b , and (b) the normalized S n from the noise power spectral density S I data of (a). The graph is shown.

도 4의 (a)은 OT(Octanethiol) 분자의 잡음 파워 스펙트럴 밀도(PSD, 빨간 선)과 피팅 커브(검은 점선)을 나타낸다. 잡음 파워 스펙트럴 밀도(PSD, 빨간 선)은 피팅 커브(검은 점선)에서 작은 편차로 바이어스 전압의 제곱에 대략 비례하는 것을 알 수 있다. 4 (a) shows the noise power spectral density (PSD, red line) and fitting curve (black dotted line) of the OT (Octanethiol) molecule. It can be seen that the noise power spectral density (PSD, red line) is roughly proportional to the square of the bias voltage with a small deviation in the fitting curve (black dotted line).

한편, 분자의 진동 모드 에너지와 탐침에 인가된 전압에 의한 전자의 에너지가 일치할 때 분자에서 발생하는 전류 잡음의 세기가 커진다. 이에 따라 도 4의 (a)의 그래프에서 관찰되는 뾰족한 봉우리가 분자의 진동 모드 값을 나타낸다. Meanwhile, when the energy of the vibration mode of the molecule and the energy of the electron by the voltage applied to the probe coincide, the intensity of the current noise generated in the molecule increases. Accordingly, the pointed peak observed in the graph of FIG. 4 (a) represents the vibration mode value of the molecule.

보다 명확하게 관찰하기 위해 잡음 파워 스펙트럴 밀도(PSD, 빨간 선)에서 전압의 제곱에 비례하는 성분(피팅 커브, 검은 점선)을 빼고 일정한 전압에서 잡음 파워 스펙트럴 밀도(SI)을 정규화하면 도 4의 (b)와 같다, For a clearer observation, subtract the component proportional to the square of the voltage (fitting curve, black dotted line) from the noise power spectral density (PSD, red line) and normalize the noise power spectral density (S I ) at a constant voltage. Same as 4 (b),

예를 들어, 200mV에서 잡음 파워 스펙트럴 밀도(SI)를 정규화한 값을 잡음 파워 스펙트럴 밀도(Sn)라고 하면, Vb- SI 그래프로부터 정규화한 그래프는 도 4의 (b)인 Vb- Sn과 같다. For example, if the normalized value of the noise power spectral density (S I ) at 200 mV is referred to as the noise power spectral density (S n ), the graph normalized from the V b -S I graph is (b) of FIG. 4. V b -equal to S n .

여기서, Sn은 전자가 전압 Vb 하에서 분자 선을 통과 할 때 SI의 생성을 위한 분자 와이어의 유효성을 나타내는 것으로 간주 될 수 있다.Here, S n can be considered to indicate the effectiveness of the molecular wire for the generation of SI when the electron passes through the molecular line under voltage V b .

도 4의 (b)를 살펴보면, SI 데이터로부터 계산 된 Sn의 그래프는 Vb = 30, 76, 128 및 162 mV에서 피크 지점을 갖는 것을 알 수 있다. 피크 전압에 캐리어 전하 e를 곱하여 전하 캐리어 에너지로 피크 전압을 변환하면 아래 표 1과 같이 실제 OT 분자에서 잘 알려진 분자 진동 모드의 에너지와 일치한다. Looking at (b) of FIG. 4, it can be seen that the graph of S n calculated from S I data has peak points at V b = 30, 76, 128 and 162 mV. When the peak voltage is converted to the charge carrier energy by multiplying the peak voltage by the carrier charge e, it is consistent with the energy of the well-known molecular vibration mode in real OT molecules as shown in Table 1 below.

다음 표 1은 다른 3가지 종류의 분자 (OT, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole (DMcT), benzenedithiol (BDT), Molecule)에 대한 피크 위치(Energy)와 할당 모드(Mode)를 나타낸다.Table 1 below shows the peak positions (Energy) and allocation modes (Mode) for the three different types of molecules (OT, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole (DMcT), benzenedithiol (BDT), Molecule). Indicates.

MoleculeMolecule Energy(meV)Energy (meV) ModeMode OTOT 2828 Au-S stretching, v(Au-S)Au-S stretching, v (Au-S) 7979 C-S stretching, v(C-S)C-S stretching, v (C-S) 130130 C-C stretching, v(C-C)C-C stretching, v (C-C) 161161 CH2 out-of-plane wagging,

Figure 112018125931677-pat00001
(CH2)CH 2 out-of-plane wagging,
Figure 112018125931677-pat00001
(CH 2 ) BDTBDT 2828 Au-S stretching, v(Au-S)
Pt-S stretching, v(Pt-S)Au-S stretching, v (Au-S)
Pt-S stretching, v (Pt-S) 9494 C-C-C bending,
Figure 112018125931677-pat00002
(C-C-C)CCC bending,
Figure 112018125931677-pat00002
(CCC) 142142 C-H in-plane bending, γ(C-H)C-H in-plane bending, γ (C-H) 198198 C=C stretching, γ(C=C)C = C stretching, γ (C = C) DMcTDMcT 3434 Au-S stretching, v(Au-S)
Pt-S stretching, v(Pt-S)Au-S stretching, v (Au-S)
Pt-S stretching, v (Pt-S) 7676 C-S-C stretching, v(C-S-C)C-S-C stretching, v (C-S-C) 134134 N=N stretching, v(N=N)N = N stretching, v (N = N) 182182 C=N stretching, v(C=N)C = N stretching, v (C = N)

이에, 3가지 분자(OT, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole (DMcT), benzenedithiol (BDT))에 대해 정규화된 Sn을 측정하면 다음 도 5와 같다.Thus, the normalized S n for the three molecules (OT, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole (DMcT), benzenedithiol (BDT)) is measured as shown in FIG. 5.

도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 진동 잡음 분광 방법을 다양한 종류의 분자에 적용하여 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing a vibration noise spectroscopy method according to an embodiment of the present invention applied to various kinds of molecules.

도 5에서 유색 실선은 각각의 분자에서의 반복 측정결과를 평균하여 얻은 결과이고 실선 주위의 회색 영역은 표준편차에 해당하는 오차 대역을 나타낸다.In FIG. 5, the solid colored line is a result obtained by averaging repeated measurement results for each molecule, and the gray area around the solid line represents an error band corresponding to the standard deviation.

도 5의 (a)를 보면, 피크 지점에서 확인되는 분자 진동 모드는 Au-S 신축 모드 (v(Au-S)), C-S 신축 모드 (v(C-S)), C-C 신축 모드 (v(C-C)) 및 CH2 외면 워깅 모드 (

Figure 112018125931677-pat00003
(CH2))로, 실제 잘 알려진 표 1에 대응되는 모드이다. 5 (a), the molecular vibration modes identified at the peak point are Au-S stretching mode (v (Au-S)), CS stretching mode (v (CS)), and CC stretching mode (v (CC)) ) And CH 2 outer walking mode (
Figure 112018125931677-pat00003
(CH 2 )), which is a mode corresponding to Table 1, which is actually well known.

도 5의 (b)와 (c)는 각각 BDT 분자 층 및 DMcT 분자 층에서 측정 된 평균 Sn 그래프를 나타낸다. 두 경우, 모두 피크 위치는 표 1의 이미 알려진 분자 진동 모드와 동일한 지점임을 알 수 있다.5 (b) and 5 (c) show the mean S n graphs measured in the BDT molecular layer and the DMcT molecular layer, respectively. In both cases, it can be seen that the peak position is the same point as the already known molecular vibration mode in Table 1.

이와 같이, Sn그래프를 통하여 각각의 분자의 진동모드들을 확인할 수 있다. As described above, it is possible to check the vibration modes of each molecule through the S n graph.

다음으로 진동 잡음 분광 장치(100)는 진동 모드의 분포를 나노 스케일 해상도로 이미지화하는 지도를 생성한다(S350).Next, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 generates a map that images the distribution of the vibration mode in nano-scale resolution (S350).

진동 잡음 분광 장치(100)는 다양한 전압에 대한 잡음 파워 스펙트럴 밀도(SI)의 지도들을 수집하면, 이러한 지도들을 전압의 제곱에 대하여 피팅하여 피팅 계수(Aeff)의 지도를 생성한다. When the vibration noise spectroscopy apparatus 100 collects maps of noise power spectral density S I for various voltages, these maps are fitted to the square of the voltage to generate a map of the fitting coefficient A eff .

그리고 진동 잡음 분광 장치(100)는 설정된 전압에서의 잡음 파워 스펙트럴 밀도(SI)의 지도에 피팅 계수(Aeff)의 지도를 적용하여 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도(Sn)의 지도를 생성한다. Then, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 applies the map of the fitting coefficient A eff to the map of the noise power spectral density S I at the set voltage to map the normalized noise power spectral density S n . To create.

상세하게는 진동 잡음 분광 장치(100)는 피팅 계수(Aeff)의 지도에 해당 전압의 제곱을 곱하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도(SI)의 지도에서 뺀 후, 다시 일정 전압(예를 들어 200mV)에서의 SI 값(S0)으로 나누어 설정된 전압에서의 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도(Sn)의 지도를 생성한다. In detail, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 multiplies the map of the fitting coefficient A eff by the square of the corresponding voltage, subtracts it from the map of the noise power spectral density S I , and again, a constant voltage (for example, 200 mV) Divide by the S I value at (S 0 ) to generate a map of the normalized noise power spectral density (S n ) at the set voltage.

여기서, 설정된 전압은 사용자가 원하는 전압으로 사용자의 입력에 의해 설정될 수 있다. Here, the set voltage may be set by a user's input with a voltage desired by the user.

이와 같은 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도(Sn)의 지도는 해당 전압에 해당하는 에너지를 가진 분자 진동모드의 분포를 보여준다. This map of normalized noise power spectral density (S n ) shows the distribution of molecular vibration modes with energy corresponding to the voltage.

도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 나노 스케일 해상도의 분자 진동 모드를 나타내는 예시도이다. 6 is an exemplary view showing a molecular vibration mode of nano-scale resolution according to an embodiment of the present invention.

도 6의 (a)는 본 발명에 따른 진동 모드 맵핑 방법을 나타내는 도면이고, (b)는 3가지의 분자들로 형성된 패턴에서 나노 스케일 해상도의 분자 진동 모드가 매핑된 정규화된 지도를 나타낸다. FIG. 6 (a) is a diagram illustrating a vibration mode mapping method according to the present invention, and (b) shows a normalized map to which molecular vibration modes of nanoscale resolution are mapped in a pattern formed of 3 molecules.

도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 진동 잡음 분광 장치(100)는 특정 분자 패턴(Molecular wire pattern)의 동일한 영역에서 상이한 전압 (Vbs)을 갖는 SI의 다중 지도들을 생성한다. As shown in FIG. 6 (a), the vibration noise spectroscopy apparatus 100 generates multiple maps of S I having different voltages (V b s) in the same region of a specific molecular pattern.

그리고 진동 잡음 분광 장치(100)는 특정 위치 (x, y) (정사각형으로 표시)에서 측정 된 SI (Vb, x, y) 값들을 피팅하여 피팅 계수의 지도(Afit(x, y))를 생성한다. 다음으로 진동 잡음 분광 장치(100)는 특정 진동 모드 에너지에 해당하는 전압으로 측정한 SI (Vb, x, y)에서 피팅 계수의 지도에 해당하는 Vb 2(전압의 제곱)을 뺀 다음 200mV (S0)에서 잡음 PSD 값 SI로 나누어 각 위치 (x, y)에서 정규화 된 잡음 PSD Sn (Vb, x, y)을 계산하여 영역 내의 분자 진동 모드의 지도를 형성한다.Then, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 fits the values of S I (V b , x, y) measured at a specific location (x, y) (shown as a square) and maps the fitting coefficients (A fit (x, y) ). Next, the vibration noise spectroscopy apparatus 100 subtracts V b 2 (square of voltage) corresponding to a map of the fitting coefficient from S I (V b , x, y) measured with a voltage corresponding to a specific vibration mode energy, and then Divide by the noise PSD value S I at 200 mV (S 0 ) to calculate the normalized noise PSD S n (V b , x, y) at each location (x, y) to form a map of the molecular vibration mode within the region.

도 6의 (b)는 이러한 과정을 통해 DMcT, BDT, DT(dodecanethiol)들로 이뤄진 분자의 진동 모드의 분포를 나타낸 나노 스케일 해상도의 이미지를 생성한다. FIG. 6 (b) generates an image of nanoscale resolution showing the distribution of the vibration mode of the molecule composed of DMcT, BDT, and dodecanethiol (DT) through this process.

도 6의 (b)의 첫번째 이미지는 130 mV (왼쪽) 및 198 mV (오른쪽)에서 DT 및 BDT 분자로 패턴화된 샘플에서 측정된 정규화된 잡음 PSD Sn의 지도를 나타낸다. 여기서, 130 및 198 mV는 이미지에 표시된 대로 C-C 스트레칭 및 C 스트레칭의 분자 진동 모드에 각각 해당하며, DT 분자의 영역은 잡음 지도와 함께 측정 된 지형도(topography map)에서 식별 될 수 있고 그림에서 검은 색 사각형으로 표시된다. The first image in FIG. 6B shows a map of normalized noise PSD S n measured in samples patterned with DT and BDT molecules at 130 mV (left) and 198 mV (right). Here, 130 and 198 mV correspond to the molecular vibration modes of CC stretching and C stretching, respectively, as shown in the image, and the region of the DT molecule can be identified in the measured topography map along with the noise map, and black in the figure. It is indicated by a square.

C-C 스트레칭 모드에서, DT 분자의 알칸 사슬로 인해 더 강한 신호가 DT 영역에서 확인된다. 반면에, C = C 모드에서, BDT 영역은 더 밝아 보이는 것은 BDT 분자에서 C = C 신축 모드의 존재를 추정할 수 있다.  In the C-C stretching mode, stronger signals are identified in the DT region due to the alkane chain of the DT molecule. On the other hand, in the C = C mode, the BDT region looks brighter can estimate the existence of the C = C stretching mode in the BDT molecule.

이처럼, 패턴화 된 분자 와이어에서 분자 진동 모드의 분포 지도를 얻을 수 있다. As such, a distribution map of molecular vibration modes can be obtained from the patterned molecular wire.

도 6의 (b)의 두번째 및 세번째 이미지는 각각 DT / DMcT 및 BDT / DMcT 패턴 화 된 분자 샘플에서 측정 된 Sn 지도를 나타낸다. The second and third images of FIG. 6 (b) show S n maps measured from DT / DMcT and BDT / DMcT patterned molecular samples, respectively.

두번째 이미지를 보면, C-C 스트레칭 모드를, DMcT 영역에서 C = N 스트레칭 모드를 알 수 있다. 각각 DT와 DMcT 분자에서 C-C 구조와 C = N 구조가 풍부함을 의미한다. 유사하게, 세번째 이미지에서는 BDT 및 DMcT 분자를 통해 C-C-C 및 C = N 분자 구조를 확인할 수 있다. 이 결과를 통해 본 발명의 진동 잡음 분광 방법을 통해 다른 구조를 가진 다양한 분자 화학 종에 적용 가능함을 알 수 있다. If you look at the second image, you can see the C-C stretching mode and the C = N stretching mode in the DMcT region. This means that the C-C and C = N structures are abundant in the DT and DMcT molecules, respectively. Similarly, in the third image, the C-C-C and C = N molecular structures can be identified through BDT and DMcT molecules. Through these results, it can be seen that the vibration noise spectroscopy method of the present invention can be applied to various molecular chemical species having different structures.

도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 정규화된 지도를 이용하여 특정 진동 모드의 밀도에 대한 정량적 평가를 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining a quantitative evaluation of the density of a specific vibration mode using a normalized map according to an embodiment of the present invention.

도 7의 (a)는 Au = S 신축 모드에 해당하는 전압으로 C10 및 C16 분자의 분자 층 패턴에서 측정 된 Sn지도를 나타내며, (b)는 C10과 C16의 분자 층에서 C = C 신축 모드에 해당하는 전압으로 측정 한 Sn지도를 나타낸다. Fig. 7 (a) shows the Sn map measured in the molecular layer pattern of C10 and C16 molecules with a voltage corresponding to Au = S stretch mode, and (b) shows the C = C stretch mode in the molecular layers of C10 and C16. S n map measured with the corresponding voltage is shown.

그리고 도 7의 (c)는 골드상의 다른 알 케닐 티올의 Au = S 연신 모드에 대한 Sn 값을 나타내고 (d)는 다른 알칸 티올 분자에서 C = C 신축 모드에 대한 Sn 값을 나타낸다. 7 (c) shows the Sn value for Au = S stretching mode of another alkenyl thiol on gold, and (d) shows the Sn value for C = C stretching mode in another alkane thiol molecule.

도 7의 (a) 및 (b)는 각각 C10 (데칸 티올) 및 C16 (헥사 데칸 티올) 분자 와이어로 구성된 패턴상에서 측정 된 Au-S 및 C-C 신축 모드에 대한 Sn의 지도를 나타낸다. 이때, 분자는 상이한 사슬 길이를 갖는다. 7 (a) and 7 (b) show a map of S n for Au-S and CC stretching modes measured on a pattern composed of C10 (decane thiol) and C16 (hexadecane thiol) molecular wires, respectively. At this time, the molecules have different chain lengths.

도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 두 분자 모두 비슷한 물성을 지니는 Au-S 결합을 가지고 있기 때문에 C10과 C16 영역의 Au-S 모드의 강도는 유사함을 알 수 있다. 그리고 C16 영역의 Sn 강도는 C10 영역보다 균일하지 않은 것을 알 수 있다. 이는 빠른 스탬핑 방법을 통해 C16 패턴이 증착되었기 때문에, C10 레이어 보다 다소 불균일 한 특성을 가지는 것으로 추정 가능하다. As shown in FIG. 7 (a), it can be seen that since both molecules have Au-S bonds having similar properties, the strengths of the Au-S modes of the C10 and C16 regions are similar. And it can be seen that the S n intensity of the C16 region is not more uniform than the C10 region. It can be estimated that the C16 pattern is deposited through a fast stamping method, so that it has a somewhat non-uniform property than the C10 layer.

반면, 도 7의 (b)와 같이, C-C 스트레칭 모드의 강도는 C10 영역에서보다 C16 영역에서 더 높게 나타났다. 이는 전자가 통과하는 알칸 티올 분자의 길이에 따라 체인이 C-C 결합을 상이하게 가지고 있는 영향으로 추정할 수 있다. 다시 말해, 사슬 길이가 더 긴 알칸 티올 분자는 체인에 더 많은 C-C 결합을 가지고 있기 때문에 상대적으로 짧은 사슬 길이를 가지는 분자에 비해 C-C 스트레칭 모드와 상호 작용할 확률이 더 높을 수 있다.On the other hand, as shown in Fig. 7 (b), the intensity of the C-C stretching mode was higher in the C16 region than in the C10 region. It can be estimated that the chain has different C-C bonds depending on the length of the alkane thiol molecule through which the electron passes. In other words, alkane thiol molecules with a longer chain length may have a higher C-C bond to the chain, and thus may have a higher probability of interacting with a C-C stretching mode than molecules having a relatively short chain length.

이처럼, 정규화된 잡음 PSD Sn 데이터를 통해 분자 사슬의 물리적 특성을 정량적으로 평가할 수 있다. As such, the physical properties of the molecular chain can be quantitatively evaluated through normalized noise PSD S n data.

다음으로 도 7의 (c)는 금 기판상의 다양한 알칸 티올의 Au-S 스트레칭 모드에 대한 정규화된 잡음 PSD Sn 값을 도시한다. 여기서는 금 기판 위에 Octanethiol (C8), decanethiol (C10), dodecanethio (C12), tetradecanethiol (C14), hexadecanethiol (C16) 분자를 패턴화하여 28 mV의 Sn 피크 값을 나타낸다. 그리고 Au-S 스트레칭 모드를 위한 Sn은 오차 막대에 필적하는 약간의 변화를 갖는 모든 분자 종에 대해 약 0.1 정도 균일했다. Next, FIG. 7 (c) shows normalized noise PSD S n values for Au-S stretching mode of various alkane thiols on a gold substrate. Here, Octanethiol (C8), decanethiol (C10), dodecanethio (C12), tetradecanethiol (C14), and hexadecanethiol (C16) molecules are patterned on a gold substrate to show Sn peak values of 28 mV. And the Sn for the Au-S stretching mode was about 0.1 uniform for all molecular species with slight variations comparable to the error bars.

도 7의 (c)를 통해 알킬기(基)와 메르갑트기(基)가 결합된 것을 함유하는 화합물(alkanethiol)에서 Au-S 모드의 터널 전류 상호 작용이 종에 의해 거의 영향을 받지 않았음을 의미한다 Through (c) of FIG. 7, the tunnel current interaction in the Au-S mode was hardly affected by the species in the compound (alkanethiol) containing a combination of an alkyl group and a mercap group. it means

다른 한편, 도 7의 (d)는 다른 알칸 티올 분자에서 C-C 스트레칭 모드에서 Sn을 나타낸다. 이 경우 체인 길이가 길어질수록 Sn 값이 증가하는 것을 알 수 있다. 도 7의 (d)과 같이, Sn 값은 파선으로 표시된 것처럼 C-C 결합의 수에 대략 선형으로 비례한다. 이러한 경향은 화합물(alkanethiol)에서 개별 C-C 결합에서의 전자 - 진동 모드 상호 작용이 상호 독립적 인 과정으로 간주할 수 있다. 다시 말해, 분자 내의 C-C 결합으로부터의 Sn은 각 C-C 결합으로부터의 Sn의 선형 합이어야 한다. 따라서 우리는 C-C 진동 모드 에너지에 해당하는 측정 된 피크 값이 분자에서 C-C 결합의 수에 비례해야 한다고 추정할 수 있다. On the other hand, Fig. 7 (d) shows Sn in the CC stretching mode in other alkane thiol molecules. In this case, it can be seen that the Sn value increases as the chain length increases. As shown in Fig. 7 (d), the S n value is approximately linearly proportional to the number of CC bonds as indicated by the broken line. This tendency can be regarded as an independent process in which the electron-vibration mode interaction in individual CC bonds in the compound (alkanethiol) is mutually independent. In other words, S n from the CC bond in the molecule should be the linear sum of Sn from each CC bond. Therefore, we can estimate that the measured peak value corresponding to the CC vibration mode energy should be proportional to the number of CC bonds in the molecule.

이처럼, 정규화된 잡음 PSD Sn 데이터를 통해 정량적인 방식으로도 분자 사슬의 물리적 특성에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있다. As such, the normalized noise PSD Sn data can provide important information about the physical properties of the molecular chain even in a quantitative manner.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 방법을 실행시키기 위한 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.The program for executing the method according to one embodiment of the present invention may be recorded on a computer-readable recording medium.

컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 여기서 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드가 포함된다. Computer-readable media may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The media may be specially designed and constructed, or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, magnetic-optical media such as floptical discs, and ROM, RAM, flash memory, etc. Hardware devices specifically configured to store and execute the same program instructions are included. Here, the medium may be a transmission medium such as an optical or metal line, a waveguide including a carrier wave that transmits a signal specifying a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes made by a compiler.

이상에서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.In the above, one preferred embodiment of the present invention has been described in detail, but the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims It belongs to the scope of the present invention.

10: 전도성 원자힘 현미경의 탐침 20: 전도성 기판
100: 진동 잡음 분광 장치 110: 함수 발생기 제어부
120: 측정부 130: 분석부
140: 제어부 10: probe of a conductive atomic force microscope 20: conductive substrate
100: vibration noise spectroscopy device 110: function generator control unit
120: measurement unit 130: analysis unit
140: control unit

Claims (11)

연동되는 전도성 원자힘 현미경(Conductive Atomic Force Microscopy)의 전도성 탐침(Pt Probe)과 분자들이 증착된 전도성 기판 사이에 전압이 인가되도록 함수 발생기를 제어하는 함수 발생기 제어부,
상기 분자들을 통하여 상기 탐침으로 흐르는 전류를 측정하고 측정된 전류 신호에 기초하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도(power spectral density, PSD)를 측정하는 측정부,
상기 함수 발생기를 통해 변화된 전압에 따른 복수 개의 상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 수집하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 생성하고, 미리 설정된 전압에서의 잡음 스펙트럴 밀도 값을 기준으로 상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 정규화하며, 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 분석하여 상기 분자들의 진동 모드를 측정하는 분석부, 그리고
상기 분자들의 진동 모드 분포를 나노 스케일 해상도로 이미지화하는 지도를 생성하는 이미지화부
를 포함하고,
상기 분석부는,
상기 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도 또는 상기 분자들의 진동모드 분포를 이미지화한 지도를 분석하여 상기 분자들의 분자 사슬에 대한 물리적 특성을 분석하는 진동 잡음 분광 장치.
Function generator control unit that controls the function generator so that a voltage is applied between the conductive probe (Pt Probe) of the conductive atomic force microscope (Conductive Atomic Force Microscopy) and the conductive substrate on which the molecules are deposited,
Measurement unit for measuring the current flowing through the molecules to the probe and measuring noise power spectral density (PSD) based on the measured current signal,
The noise power spectral density is generated by collecting a plurality of the noise power spectral densities according to the changed voltage through the function generator, and the noise power spectral density is based on a noise spectral density value at a preset voltage. An analysis unit that normalizes the map of, and analyzes a map of the normalized noise power spectral density to measure the vibration mode of the molecules, and
An imaging unit that generates a map that images the vibration mode distribution of the molecules at nanoscale resolution.
Including,
The analysis unit,
A vibration noise spectroscopy apparatus for analyzing physical properties of the molecular chains of the molecules by analyzing a map of the normalized noise power spectral density or a map of the vibration mode distribution of the molecules.
제1항에서,
상기 측정부는,
상기 전류 신호에서 대역 필터를 사용하여 미리 설정된 대역의 전류 잡음을 추출하고, 전류 잡음의 실효값 (Root-mean-square, RMS) 파워를 측정하여, 상기 실효값(Root-mean-square, RMS) 파워를 통해 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 측정하는 진동 잡음 분광 장치.
In claim 1,
The measuring unit,
The current noise is extracted from the current signal using a band filter, and the effective noise (Root-mean-square, RMS) power of the current noise is measured to measure the effective noise (Root-mean-square, RMS). Vibration noise spectroscopy device that measures noise power spectral density through power.
제2항에서,
상기 측정부는,
상기 실효값 파워를 제곱한 후 상기 대역 필터의 대역폭으로 나누고 상기 대역 필터의 중심 주파수에 대응되는 주파수에서 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 측정하는 진동 잡음 분광 장치.
In claim 2,
The measuring unit,
A vibration noise spectroscopy apparatus that measures the power density of noise at a frequency corresponding to the center frequency of the band filter by dividing the effective value power by squaring the bandwidth of the band filter.
제1항에서,
상기 분석부는,
상기 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도에서 피크 지점들을 추출하는 진동 잡음 분광 장치.
In claim 1,
The analysis unit,
A vibration noise spectroscopy device that extracts peak points from the map of the normalized noise power spectral density.
제4항에서,
상기 분석부는,
상기 피크 지점에서의 인가된 전압에 의한 전자 에너지를 분자의 진동 모드 에너지로 추정하는 진동 잡음 분광 장치.
In claim 4,
The analysis unit,
Vibration noise spectroscopy device that estimates the electron energy by the applied voltage at the peak point as the vibration mode energy of the molecule.
제1항에서,
상기 이미지화부는,
복수 개의 상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 전압의 제곱에 대하여 피팅하여 피팅 계수의 지도를 생성하는 진동 잡음 분광 장치.
In claim 1,
The imaging unit,
A vibration noise spectroscopy apparatus for generating a map of fitting coefficients by fitting a plurality of maps of the noise power spectral density to a square of a voltage.
제6항에서,
상기 이미지화부는,
설정된 전압에서의 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도에 상기 피팅 계수의 지도를 적용하여 상기 분자들의 진동 모드의 분포를 나타내는 설정된 전압에서의 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 생성하는 진동 잡음 분광 장치.
In claim 6,
The imaging unit,
A vibration noise spectroscopy apparatus that generates a map of the normalized noise power spectral density at a set voltage representing the distribution of the vibration modes of the molecules by applying the map of the fitting coefficient to a map of the noise power spectral density at a set voltage.
함수 발생기를 이용하여 분자들이 증착된 전도성 기판과 전도성 원자힘 현미경(Conductive Atomic Force Microscopy)의 전도성 탐침(Pt Probe) 사이에 전압을 인가하는 단계,
상기 분자들을 통하여 상기 탐침으로 흐르는 전류를 측정하고 측정된 전류 신호에 기초하여 잡음 파워 스펙트럴 밀도(power spectral density, PSD)를 측정하는 단계,
상기 함수 발생기를 통해 인가한 전압을 변화시켜, 변화된 전압에 따라 측정된 상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 획득하는 단계,
미리 설정된 전압에서의 잡음 파워 스펙트럴 밀도 값을 기준으로 상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 정규화하는 단계,
정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도에서 상기 분자들의 진동 모드를 측정하는 단계,
상기 분자들의 진동 모드 분포를 나노 스케일 해상도로 이미지화하는 지도를 생성하는 단계 그리고
상기 정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도 또는 상기 분자들의 진동모드 분포를 이미지화하는 지도를 분석하여 상기 분자들의 분자 사슬에 대한 물리적 특성을 분석하는 단계
를 포함하는 진동 잡음 분광 장치의 방법.
Applying a voltage between a conductive substrate on which molecules are deposited and a conductive probe (Pt Probe) of a conductive atomic force microscope using a function generator,
Measuring a current flowing through the molecules to the probe and measuring noise power spectral density (PSD) based on the measured current signal,
Changing the voltage applied through the function generator to obtain a map of the noise power spectral density measured according to the changed voltage,
Normalizing the map of the noise power spectral density based on the noise power spectral density value at a preset voltage,
Measuring the vibration mode of the molecules on a map of normalized noise power spectral density,
Generating a map that images the vibration mode distribution of the molecules at nanoscale resolution; and
Analyzing physical map properties of the molecular chain by analyzing a map of the normalized noise power spectral density or a map imaging the vibration mode distribution of the molecules
Method of a vibration noise spectroscopy device comprising a.
제8항에서,
상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 측정하는 단계는,
상기 전류 신호에서 대역 필터를 사용하여 미리 설정된 대역의 전류 잡음을 추출하는 단계,
상기 전류 잡음의 실효값(Root-mean-square, RMS) 파워를 측정하는 단계, 그리고
상기 실효값 파워를 제곱한 후, 상기 대역 필터의 대역폭으로 나누어 상기 대역 필터의 중심 주파수에서의 잡음 파워 스펙트럴 밀도를 측정하는 단계
를 포함하는 진동 잡음 분광 장치의 방법.
In claim 8,
Measuring the noise power spectral density,
Extracting current noise in a preset band using a band filter from the current signal,
Measuring an effective power (Root-mean-square, RMS) power of the current noise, and
Squaring the effective power and dividing by the bandwidth of the band filter to measure the noise power spectral density at the center frequency of the band filter
Method of a vibration noise spectroscopy device comprising a.
제8항에서,
상기 분자들의 진동 모드를 측정하는 단계는,
정규화된 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도에서 피크 지점들을 추출하는 단계, 그리고
상기 피크 지점에서의 인가된 전압에 의한 전자 에너지를 분자의 진동 모드 에너지로 추정하는 단계
를 포함하는 진동 잡음 분광 장치의 방법.
In claim 8,
Measuring the vibration mode of the molecules,
Extracting peak points from a map of normalized noise power spectral density, and
Estimating the electron energy due to the applied voltage at the peak point as the vibration mode energy of the molecule
Method of a vibration noise spectroscopy device comprising a.
제8항에서,
상기 이미지화하는 단계는,
복수 개의 상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 전압의 제곱에 대하여 피팅하여 피팅 계수의 지도를 생성하는 단계, 그리고
설정된 전압에서의 상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도에 상기 피팅 계수의 지도를 적용하여 상기 분자들의 진동 모드의 분포를 나타내는 정규화된 설정된 전압에서의 상기 잡음 파워 스펙트럴 밀도의 지도를 생성하는 단계를 포함하는 진동 잡음 분광 장치의 방법.In claim 8,
The imaging step,
Fitting a plurality of maps of the noise power spectral density to a square of a voltage to generate a map of fitting coefficients, and
Applying a map of the fitting coefficient to the map of the noise power spectral density at a set voltage to generate a map of the noise power spectral density at a normalized set voltage representing the distribution of the vibration modes of the molecules. Method of vibration noise spectroscopy apparatus.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060225490A1 (en) 2005-04-06 2006-10-12 Ning Xi Adaptable end effector for atomic force microscopy based nano robotic manipulators
US20060231757A1 (en) * 2001-06-19 2006-10-19 Japan Science And Technology Agency Cantilever array, method for fabricating the same, scanning probe microscope, sliding apparatus of guiding and rotating mechanism, sensor, homodyne laser interferometer, laser doppler interferometer having optically exciting function for exciting sample, each using the same, and method for exciting cantilevers

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102104059B1 (en) * 2014-07-31 2020-04-23 삼성전자 주식회사 Conductive atomic force microscope and method for operating the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060231757A1 (en) * 2001-06-19 2006-10-19 Japan Science And Technology Agency Cantilever array, method for fabricating the same, scanning probe microscope, sliding apparatus of guiding and rotating mechanism, sensor, homodyne laser interferometer, laser doppler interferometer having optically exciting function for exciting sample, each using the same, and method for exciting cantilevers
US20060225490A1 (en) 2005-04-06 2006-10-12 Ning Xi Adaptable end effector for atomic force microscopy based nano robotic manipulators

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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주사잡음 현미경법을 이용한 유기분자의 전기적 잡음 특성에 관한 연구(서울대학교 물리·천문학부, 2013.06.공개)*

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