KR20140032532A - Probe-sample distance measuring method in atomic force microscope and atomic force microscope using the method - Google Patents

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Abstract

Provided in the present invention are a probe-sample distance measuring method for an atomic force microscope using a diffraction phenomenon, and an atomic force microscope applying the method. The probe-sample distance measuring method for an atomic force microscope using a diffraction phenomenon comprises as follows: a light radiating step which radiates light between a probe and a sample; and a distance measuring step which measures a distance between the probe and the sample by calculating a diffraction pattern generated between the probe and the sample by the radiated light. In addition, the atomic force microscope comprises: a light source which radiates light between a sample and a probe; a detecting unit which detects the diffraction pattern of the light coming out from between the sample and the probe; a converting unit which converts the diffraction pattern into an electric signal; and a distance calculating unit which calculates a distance between the sample and the probe from the electric signal obtained by the converting unit. [Reference numerals] (110) Probe; (115) Laser; (140) Lock-in amplifier; (150) Adjusting device; (160) Computer; (170,BB) Mirror; (180) Laser light source; (190) Stepped pulley scanner; (AA) Light detector; (CC) Photodiode; (DD) Specimen; (EE) Planar scanner

Description

원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법 및 그 방법이 적용되는 원자 현미경{PROBE-SAMPLE DISTANCE MEASURING METHOD IN ATOMIC FORCE MICROSCOPE AND ATOMIC FORCE MICROSCOPE USING THE METHOD}Probe-SAMPLE DISTANCE MEASURING METHOD IN ATOMIC FORCE MICROSCOPE AND ATOMIC FORCE MICROSCOPE USING THE METHOD}

본 발명은, 원자 현미경 분야에 관한 것이며, 보다 상세하게는 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법을 회절현상을 이용하여 개선한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법 및 그 방법이 적용되는 원자 현미경에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of atomic microscopy, and more particularly, a method for measuring the distance between an atomic microscope probe and a sample, and an atom to which the method is applied, which has improved the method of measuring the distance between an atomic microscope probe and a sample using diffraction. It relates to a microscope.

원자 현미경(atomic force microscope) 중에서도 탐침형 원자 현미경은 다양한 방식의 탐침(probe)으로 시료의 표면을 스캔(scan)하여 원자 지름의 수십 분의 1인 0.01 나노미터(nm) 수준까지 측정할 수 있는 제3세대 현미경을 가리킨다.Among atomic force microscopes, probe-type atomic force microscopes can scan the surface of a sample with various probes and measure up to 0.01 nanometer (nm), which is one tenth of the atomic diameter. 3rd generation microscope.

광학 현미경이 최고 수천 배, 전자 현미경이 수십만 배의 배율인 데 비해 원자 현미경은 수천만 배급이며, 3차원의 이미지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 표면의 점탄성, 경도 등의 특성을 측정할 수 있고, 탐침을 이용해 시료를 직접 조작하여 나노미터의 물체를 제조하는 등 나노 산업의 핵심 장치이다.Atomic microscopes have tens of millions of magnifications, while optical microscopes can be up to thousands of times magnification, and electron microscopes can be hundreds of thousands of magnifications. In addition to obtaining three-dimensional images, they can measure surface viscoelasticity and hardness, It is a key device in the nano industry, such as manufacturing nanometer objects by directly manipulating samples.

원자 현미경에는 양자 역학적 터널링 효과를 이용한 STM(Scanning Tunneling Microscope)과 원자 간에 작용하는 힘을 이용한 AFM(Atomic Force Microscope) 등이 있고, AFM은 접촉식과 비접촉식으로 구분된다.Atomic microscopes include STM (Scanning Tunneling Microscope) using quantum mechanical tunneling effect and AFM (Atomic Force Microscope) using force acting between atoms, and AFM is classified into contact type and contactless type.

이러한 원자 현미경은 표면을 확인하는 것 외에도 전기적인 특성 등 많은 곳에 응용되기 때문에 현재, 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.These atomic microscopes are widely used throughout the industry because they are applied to many places such as electrical properties in addition to surface inspection.

그런데, 현재까지는 탐침의 끝과 시료 간의 거리를 정확히 측정하고 제어하기가 어렵기 때문에 실질적으로 정확한 데이터를 얻기가 힘들었다. 게다가 시료와 탐침의 끝의 어느 부분이 접촉이 되었는지, 또는 비접촉으로 측정 시 혹시 탐침이 시료에 닿지는 않았는지 등의 문제점들을 확인하는 데 문제점이 있었다.
However, until now, it is difficult to obtain practically accurate data because it is difficult to accurately measure and control the distance between the tip of the probe and the sample. In addition, there was a problem in identifying problems such as which part of the tip of the sample was in contact with the sample, or whether the probe did not touch the sample when measuring in a non-contact manner.

선행기술문헌 1 ; G. Binning, C. F. Quate, Ch. Gerber. Atomic force microscope. Phys. Rev. Lett. 56 (9), (1986) 930.Prior art document 1; G. Binning, C. F. Quate, Ch. Gerber. Atomic force microscope. Phys. Rev. Lett. 56 (9), (1986) 930. 선행기술문헌 2 ; Park Scientific Instruments. A practical guide to scanning probe microscopy. (1997))Prior art document 2; Park Scientific Instruments. A practical guide to scanning probe microscopy. (1997)

본 발명의 목적은, 탐침과 시료 간 거리를 정확하게 측정할 수 있는, 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법 및 그 방법이 적용되는 원자 현미경을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of measuring the distance between a probe and a sample of an atomic microscope using diffraction which can accurately measure the distance between the probe and a sample, and an atomic microscope to which the method is applied.

상기 목적은, 빛을 탐침과 시료 사이로 조사하는 광 조사단계, 및 조사된 빛에 의해 상기 탐침과 상기 시료 사이에서 나오는 회절패턴을 계산하여 탐침과 시료 간 거리를 측정하는 거리 측정단계를 포함하는 방법, 및 이러한 방법이 적용되는 원자 현미경에 의해 달성된다.The object includes a light irradiation step of irradiating light between the probe and the sample, and a distance measuring step of measuring the distance between the probe and the sample by calculating a diffraction pattern emitted between the probe and the sample by the irradiated light. , And by an atomic microscope to which this method is applied.

상기 거리 측정단계는, 상기 빛을 상기 탐침과 상기 시료 사이로 조사하여 나오는 상기 회절패턴을 검출수단을 이용하여 검출하는 검출단계를 포함할 수 있다.The distance measuring step may include a detection step of detecting the diffraction pattern emitted by irradiating the light between the probe and the sample by using a detection means.

또 상기 거리 측정 단계는, 상기 검출된 회절패턴을 전기신호로 변환시키는 변환단계를 포함할 수 있다.The distance measuring step may include a conversion step of converting the detected diffraction pattern into an electrical signal.

검출수단으로는 포토다이오드, CCD, CMOS 등이 사용될 수 있다. As the detection means, a photodiode, a CCD, a CMOS, or the like may be used.

또 상기 거리 측정 단계는, 상기 변환단계 후에, 상기 전기신호에 기초하여 상기 탐침과 상기 시료 간 거리를 계산하는 거리 산술단계를 포함할 수 있다.The distance measuring step may include a distance arithmetic step of calculating a distance between the probe and the sample based on the electrical signal after the converting step.

한편, 액상에서 탐침과 시료 간 거리측정은, 액체의 굴절률이 공기와는 다르기 때문에 검출수단의 위치를 보정하여 수행될 수 있다. Meanwhile, the distance measurement between the probe and the sample in the liquid phase may be performed by correcting the position of the detection means because the refractive index of the liquid is different from that of the air.

탐침과 시료 간의 거리가 줄어들면 패턴의 크기가 달라질 수 있다. 즉 탐침과 시료 간의 거리가 짧을수록 검출수단에 맺히는 회절무늬의 간격은 넓어진다. 이러한 관계를 이용하여, 회절패턴으로부터 거리를 계산할 수 있다. As the distance between the probe and the sample decreases, the size of the pattern can vary. That is, the shorter the distance between the probe and the sample, the wider the interval between diffraction patterns formed on the detection means. Using this relationship, the distance can be calculated from the diffraction pattern.

이때 사용되는 빛은 레이저인 것이 바람직하다. The light used at this time is preferably a laser.

한편 본 발명에 따라 상기 방법을 적용하기 위한 원자현미경은 아래와 같은 구성을 포함하여 이루어진다.On the other hand, the atomic force microscope for applying the method according to the present invention comprises the following configuration.

시료와 탐침 사이에 빛을 조사하는 광원; A light source for irradiating light between the sample and the probe;

상기 시료와 탐침 사이를 통해 나오는 빛의 회절패턴을 검출하는 검출수단; Detecting means for detecting a diffraction pattern of light emitted between the sample and the probe;

상기 회절패턴을 전기신호로 변환하는 변환수단; Conversion means for converting the diffraction pattern into an electrical signal;

상기 변환수단에 의해 얻어진 전기신호로부터 상기 시료와 상기 탐침 사이의 거리를 계산하는 거리 산술수단. Distance arithmetic means for calculating a distance between said sample and said probe from the electrical signal obtained by said converting means.

이때 상기 광원은 레이저인 것이 바람직하다.In this case, the light source is preferably a laser.

또 상기 검출수단은 대표적으로, 포토다이오드, CCD, CMOS 중 하나를 채용할 수 있다. The detection means may typically employ one of a photodiode, a CCD, and a CMOS.

한편, 상기 시료가 액체인 경우를 대비하여, 시료의 굴절률을 측정하는 측정수단을 더 포함할 수 있으며, 측정수단에서 얻어진 값에 따라 상기 검출수단을 이동시키기 위한 이동수단을 더 포함할 수도 있다.
On the other hand, in case the sample is a liquid, it may further include a measuring means for measuring the refractive index of the sample, it may further include a moving means for moving the detection means in accordance with the value obtained from the measuring means.

본 발명에 따르면, 탐침과 시료 간 거리를 정확하게 측정할 수 있어, 원자현미경의 측정 결과의 신뢰성을 높이는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to accurately measure the distance between the probe and the sample, thereby increasing the reliability of the measurement result of the atomic force microscope.

특히 액상에서도 측정이 가능하므로 바이오에 관련된 실험 등, 다양한 분야에서 정확한 실험을 위해 이용될 수 있다.
In particular, since it can be measured in the liquid phase, it can be used for accurate experiments in various fields such as bio-related experiments.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법이 적용되는 원자 현미경의 개요도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법의 흐름도이다.
도 3은 탐침과 시료 사이에 레이저를 조사하여 탐침에 의한 회절패턴이 포토다이오드에 들어가는 개요도이다.
도 4는 탐침과 시료 사이의 거리가 도 3보다 줄어들었을 때의 회절패턴에 대한 변화 개요도이다.
도 5는 액상에서 측정 시 레이저의 굴절과 포토다이오드의 위치 개요도이다.1 is a schematic view of an atomic force microscope to which a probe and a sample distance measuring method of an atomic force microscope using diffraction according to an embodiment of the present invention are applied.
2 is a flowchart illustrating a method for measuring a distance between a probe and a sample of an atomic force microscope using diffraction according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram in which a diffraction pattern by a probe enters a photodiode by irradiating a laser between the probe and the sample.
FIG. 4 is a schematic diagram of the diffraction pattern when the distance between the probe and the sample is smaller than that of FIG. 3.
5 is a schematic view of the refraction of the laser and the position of the photodiode when measured in a liquid phase.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 원자 현미경은 탐침형 원자 현미경으로서, 시료(130)가 로딩되어 고정되는 시료 고정대(120)와, 시료 고정대(120)의 상부에 배치되는 탐침(110)과, 탐침(110)으로 레이저빔을 조사하는 레이저 광원(180)과, 탐침(110)으로부터 반사된 레이저빔이 전달되는 단차 스캐너(190)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the atomic microscope of the present embodiment is a probe type atomic microscope, the sample holder 120, the sample 130 is loaded and fixed, the probe 110 is disposed on the sample holder 120, The probe 110 may include a laser light source 180 irradiating a laser beam to the probe 110, and a stepped scanner 190 to which the laser beam reflected from the probe 110 is transmitted.

시료 고정대(120)는 측정 대상의 시료(130)가 고정되는 장소이다. 시료(130)는 대기 중에 배치될 수도 있고, 아니면 액상 내에 배치될 수도 있다.The sample holder 120 is a place where the sample 130 to be measured is fixed. The sample 130 may be disposed in the atmosphere or may be disposed in the liquid phase.

도 1과 달리, 시료 고정대(120)의 하부에는 자기장 발생기가 더 마련될 수 있다. 자기장 발생기는 영구 자석 또는 전자석일 수 있다.Unlike FIG. 1, a magnetic field generator may be further provided below the sample holder 120. The magnetic field generator may be a permanent magnet or an electromagnet.

탐침(110)은 도시 않은 캔틸레버 검출기의 단부에 착탈 가능하게 결합된다. 참고로, 캔틸레버 검출기는 움직임에 따라 에디 전류를 발생시키면서 발생된 에디 전류를 감지하는 검출기이다.The probe 110 is detachably coupled to an end of a cantilever detector (not shown). For reference, the cantilever detector is a detector that detects the generated eddy current while generating an eddy current according to the movement.

레이저 광원(180)은 캔틸레버 검출기로 레이저빔을 조사한다. 조사된 레이저빔은 캔틸레버 검출기의 탐침(110)에서 그 초점이 형성된다.The laser light source 180 irradiates a laser beam with a cantilever detector. The irradiated laser beam is focused at the probe 110 of the cantilever detector.

단차 스캐너(190)에는 락-인 증폭기(140), 조정장치(150) 및 컴퓨터(160)가 전기적으로 연결된다.The lock-in amplifier 140, the adjusting device 150, and the computer 160 are electrically connected to the stepped scanner 190.

이러한 구성을 갖는 원자 현미경의 작용에 대해 간략하게 알아본다.Briefly, the operation of the atomic microscope having such a configuration will be described.

시료 고정대(120) 상에 시료(130)를 고정하고, 시료(130)의 상부에 탐침(110)이 장착된 캔틸레버 검출기(110)를 위치시킨 후, 레이저 광원(180)을 동작시킨다.The sample 130 is fixed on the sample holder 120, the cantilever detector 110 equipped with the probe 110 is positioned on the sample 130, and then the laser light source 180 is operated.

그러면 레이저 광원(180)으로부터 발생된 레이저빔이 캔틸레버 검출기의 탐침(110) 끝에서 초점을 맺으면서 시료(130)로 향하고, 탐침(110)으로부터 반사된 레이저빔은 거울(170)을 통해 단차 스캐너(190)에 전달된다.Then, the laser beam generated from the laser light source 180 is directed to the sample 130 while focusing at the tip of the probe 110 of the cantilever detector, and the laser beam reflected from the probe 110 passes through the step 170 through the mirror 170. Is passed to 190.

단차 스캐너(190)로 전달되는 신호를 검출 신호로 인식하고 증폭 및 조정 과정을 거쳐 시료(130)에 대한 이미지 스캐닝을 진행한다.The signal transmitted to the stepped scanner 190 is recognized as a detection signal, and the image scanning of the sample 130 is performed through amplification and adjustment.

다시 말해, 탐침(110)과 시료(130) 간의 거리를 일정하게 유지하면서 캔틸레버 검출기의 움직임에 따라 발생되는 에디 전류에 의한 자기장 변화를 측정하여 시료(130)의 이미지를 스캐닝하게 된다.In other words, while maintaining a constant distance between the probe 110 and the sample 130, by scanning the image of the sample 130 by measuring the magnetic field change due to the eddy current generated by the movement of the cantilever detector.

한편, 이와 같은 시료(130)의 이미지 스캔을 통해 시료(130)의 표면을 확인하는 것 외에도 시료(130)의 특성 등 다양한 것을 측정하여 활용하기 때문에, 무엇보다도 탐침(110)과 시료(130) 간 거리를 정확하게 측정해야 하며, 그래야만 탐침(110)과 시료(130) 간 거리를 정확하게 유지하면서 원하는 정확한 데이터를 추출해낼 수 있음은 물론 실험의 정확성을 키우고 실험자가 원하는 실험을 할 수 있다.On the other hand, in addition to confirming the surface of the sample 130 through the image scan of the sample 130 as well as measuring and utilizing a variety of characteristics such as the sample 130, the probe 110 and the sample 130 above all It is necessary to accurately measure the distance between the two, so that the accurate data can be extracted while maintaining the distance between the probe 110 and the sample 130 accurately, as well as to increase the accuracy of the experiment and the experiment can be desired by the experimenter.

이에, 본 실시예에서는 도 2처럼 탐침(110)과 시료(130) 간 거리를 정확하게 측정하기 위한 방법을 제안하고 있다.Thus, the present embodiment proposes a method for accurately measuring the distance between the probe 110 and the sample 130 as shown in FIG.

본 실시예에 따른 원자 현미경의 탐침(110)과 시료(130) 사이 거리측정 방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 광 조사단계(S10)와 거리 측정단계(S20)를 포함한다.The distance measuring method between the probe 110 and the sample 130 of the atomic microscope according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, includes a light irradiation step S10 and a distance measuring step S20.

광 조사단계(S10)는 레이저(210)를 탐침(110)과 시료(130) 사이로 조사하는 단계이다.The light irradiation step S10 is a step of irradiating the laser 210 between the probe 110 and the sample 130.

그리고 거리 측정단계(S20)는 조사된 레이저(210)에 의해 탐침(110)과 시료(130) 사이에서 나오는 회절패턴을 계산하여 탐침(110)과 시료(130) 간 거리를 측정하는 단계이다.And the distance measuring step (S20) is a step of measuring the distance between the probe 110 and the sample 130 by calculating the diffraction pattern coming out between the probe 110 and the sample 130 by the irradiated laser 210.

거리 측정단계(S20)가 진행될 수 있도록 거리 측정단계(S20)는 회절패턴 검출단계(S21), 변환단계(S22), 그리고 거리 산술단계(S23)를 포함할 수 있다.The distance measuring step S20 may include a diffraction pattern detecting step S21, a transforming step S22, and a distance arithmetic step S23 so that the distance measuring step S20 may be performed.

회절패턴 검출단계(S21)는 레이저(210)를 탐침(110)과 시료(130) 사이로 조사하여 검출수단에 의해 회절패턴을 검출하는 단계이다. 본 실시예에서 검출수단은 포토다이오드(200, 도 1 참조)이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. Diffraction pattern detection step (S21) is a step of detecting the diffraction pattern by the detection means by irradiating the laser 210 between the probe 110 and the sample 130. In the present embodiment, the detection means is a photodiode 200 (see FIG. 1), but is not limited thereto.

변환단계(S22)는 회절패턴 검출단계(S21)에서 얻어진 회절패턴을 전기신호로 변환시키는 단계이다.The conversion step S22 is a step of converting the diffraction pattern obtained in the diffraction pattern detection step S21 into an electric signal.

거리 산술단계(S23)는 변환단계(S22) 이후에, 전기신호에 기초하여 탐침(110)과 시료(130) 간 거리를 산술하는 단계이다. 레이저(210)의 회절패턴은 전기신호로 변환된 후에 거리로서 변환될 수 있는데, 이와 같은 역할을 거리 산술단계(S23)에서 진행한다.The distance arithmetic step S23 is a step of arithmetic the distance between the probe 110 and the sample 130 based on the electrical signal after the conversion step S22. The diffraction pattern of the laser 210 may be converted as a distance after being converted into an electrical signal, which plays a role in the distance arithmetic step S23.

참고로 본 실시예의 경우, 레이저(210)를 사용하고 있지만 다른 전자기파가 이용될 수도 있다. 하지만, 레이저가 직진성이 우수하여 측정에 오차가 없기 때문에 레이저를 사용함이 바람직하다. 이때, 어떤 종류의 레이저를 어떻게 선택하느냐에 따라 50nm까지의 거리도 측정할 수 있다.For reference, in the present embodiment, although the laser 210 is used, other electromagnetic waves may be used. However, it is preferable to use a laser because the laser has excellent straightness and there is no error in the measurement. At this time, the distance up to 50 nm can be measured depending on how and what kind of laser is selected.

이처럼 레이저(210)를 탐침(110)과 시료(130) 사이로 조사하여 탐침(110)과 시료(130) 사이에서 나오는 회절패턴을 포토다이오드(200)에서 검출하는 간단한 방법과 구조만으로도 탐침(110)과 시료(130) 간 거리를 정확하게 확인할 수 있다.As such, the laser 210 is irradiated between the probe 110 and the sample 130 to detect the diffraction pattern between the probe 110 and the sample 130 by the photodiode 200. And the distance between the sample 130 can be confirmed accurately.

탐침(110)에 의해 발생된 회절패턴은 존 플레이트 패턴(zone plate pattern)을 형성할 수 있는데, 도 3 및 도 4처럼 탐침(110)과 시료(130) 간의 거리(D1,D2)가 줄어들면 존 플레이트 패턴의 크기가 달라질 수 있다. 다시 말해, 탐침(110)과 시료(130) 사이 거리가 짧을수록 포토다이오드(200)의 존 플레이트에 맺히는 회절무늬의 간격은 넓어진다.The diffraction pattern generated by the probe 110 may form a zone plate pattern. As shown in FIGS. 3 and 4, when the distances D1 and D2 between the probe 110 and the sample 130 are reduced. The size of the zone plate pattern may vary. In other words, the shorter the distance between the probe 110 and the sample 130, the wider the interval between diffraction patterns formed on the zone plate of the photodiode 200.

한편, 본 실시예의 원자 현미경은 바이오 분야에 쓰이므로 액상에서 이용될 경우가 많다. 액상에서의 탐침(110)과 시료(130)간 거리측정은 도 5처럼 포토다이오드(200)의 위치 보정을 통해 수행될 수 있다. 즉 액상에서의 탐침(110)과 시료(130)간 거리측정은 액상의 굴절률을 반영해서 이용하면 된다. 즉 매질의 굴절률을 반영하여 도 5처럼 포토다이오드(200)의 위치를 이동함으로써 보정할 수 있다.On the other hand, since the atomic microscope of the present embodiment is used in the field of biotechnology, it is often used in a liquid phase. Distance measurement between the probe 110 and the sample 130 in the liquid phase may be performed through the position correction of the photodiode 200 as shown in FIG. That is, the distance measurement between the probe 110 and the sample 130 in the liquid phase may be used by reflecting the refractive index of the liquid phase. That is, it can be corrected by moving the position of the photodiode 200 to reflect the refractive index of the medium as shown in FIG.

도 5처럼 포토다이오드(200)의 위치를 X축, Y축 및 Z축으로 이동하여 최적의 레이저 회절패턴을 얻을 수 있는 위치로 포토다이오드(200)를 확보한 다음에 탐침(110)과 시료(130) 간 거리를 측정하면 된다.As shown in FIG. 5, the photodiode 200 is secured to a position where the optimum laser diffraction pattern is obtained by moving the position of the photodiode 200 to the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, and then the probe 110 and the sample ( 130) Measure the distance between.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 탐침(110)과 시료(130) 간 거리를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서 실험의 정확성을 키우고 실험자가 원하는 실험을 할 수 있으며, 이에 따라 많은 분야에서 정확한 데이터를 얻는데 기여할 수 있게 된다.As such, according to the present embodiment, the distance between the probe 110 and the sample 130 may be accurately measured. Therefore, it is possible to improve the accuracy of experiments and to perform experiments desired by the experimenter, thus contributing to obtaining accurate data in many fields.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였는데, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 특허청구범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
While the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Self-explanatory Therefore, such modifications or variations will be understood to belong to the claims.

110: 탐침
120: 시료 고정대
130: 시료
140: 락-인 증폭기
150: 조정장치
160: 컴퓨터
170: 거울
180: 레이저 광원
190: 단차 스캐너110: probe
120: sample holder
130: sample
140: lock-in amplifier
150: adjusting device
160: computer
170: mirror
180: laser light source
190: step scanner

Claims (13)

빛을 탐침과 시료 사이로 조사하는 광 조사단계; 및
조사된 빛에 의해, 상기 탐침과 상기 시료 사이에서 나오는 회절패턴을 계산하여 상기 탐침과 상기 시료 간 거리를 측정하는 거리 측정단계를 포함하는, 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법.
A light irradiation step of irradiating light between the probe and the sample; And
And a distance measuring step of measuring a distance between the probe and the sample by calculating a diffraction pattern emitted from the probe and the sample by the irradiated light. .
청구항 1에 있어서,
상기 거리 측정단계가,
상기 빛을 상기 탐침과 상기 시료 사이로 조사하여 나오는 회절패턴을 검출수단에 의해 검출하는 회절패턴 검출단계를 포함하는, 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법.
The method according to claim 1,
The distance measuring step,
And a diffraction pattern detection step of detecting a diffraction pattern emitted by the light between the probe and the sample by a detection means.
청구항 2에 있어서,
상기 거리 측정 단계가,
상기 회절패턴 검출단계 후에, 상기 회절패턴을 전기신호로 변환시키는 변환단계를 더 포함하는, 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법.
The method according to claim 2,
The distance measuring step,
After the diffraction pattern detection step, further comprising the step of converting the diffraction pattern into an electrical signal, the method of measuring the distance between the probe and the sample of the atomic microscope using the diffraction phenomenon.
청구항 3에 있어서,
상기 거리 측정 단계는,
상기 변환단계 후에, 상기 전기신호에 기초하여 상기 탐침과 상기 시료 간 거리를 계산하는 거리 산술단계를 포함하는, 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법.
The method of claim 3,
The distance measuring step,
And a distance arithmetic step of calculating a distance between the probe and the sample based on the electrical signal after the conversion step.
청구항 3에 있어서,
액상에서의 상기 탐침과 상기 시료 간 거리측정은 상기 검출수단의 위치 보정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법.
The method of claim 3,
Measuring the distance between the probe and the sample in the liquid phase, characterized in that carried out by the position correction of the detection means, the distance between the probe and the sample of the atomic microscope using the diffraction phenomenon.
청구항 5에 있어서,
상기 위치 보정은 상기 액상의 굴절률에 대응하는 거리만큼 상기 검출수단의 위치를 이동함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법.
The method according to claim 5,
The position correction is performed by moving the position of the detection means by a distance corresponding to the refractive index of the liquid phase, the distance between the probe and the sample of the atomic microscope using the diffraction phenomenon.
청구항 6에 있어서,
상기 검출수단이 포토다이오드, CCD, CMOS 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법.
The method of claim 6,
The detection means is any one of a photodiode, CCD, CMOS, the method of measuring the distance between the probe and the sample of the atomic microscope using the diffraction phenomenon.
청구항 1에 있어서,
상기 빛이 레이저인 것을 특징으로 하는, 회절현상을 이용한 원자 현미경의 탐침과 시료 간 거리측정 방법.
The method according to claim 1,
The method of measuring the distance between the probe and the sample of the atomic microscope using the diffraction phenomenon, characterized in that the light is a laser.
원자현미경에 있어서,
시료와 탐침 사이에 빛을 조사하는 광원;
상기 시료와 탐침 사이를 통해 나오는 빛의 회절패턴을 검출하는 검출수단;
상기 회절패턴을 전기신호로 변환하는 변환수단; 및
상기 변환수단에 의해 얻어진 전기신호로부터 상기 시료와 상기 탐침 사이의 거리를 계산하는 거리 산술수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자현미경.
In atomic force microscope,
A light source for irradiating light between the sample and the probe;
Detecting means for detecting a diffraction pattern of light emitted between the sample and the probe;
Conversion means for converting the diffraction pattern into an electrical signal; And
And atomic distance arithmetic means for calculating a distance between said sample and said probe from the electrical signal obtained by said converting means.
청구항 9에 있어서,
상기 광원이 레이저인 것을 특징으로 하는 원자현미경. The method of claim 9,
An atomic force microscope, characterized in that the light source is a laser. 청구항 9에 있어서,
상기 검출수단이 포토다이오드, CCD, CMOS 중 하나인 것을 특징으로 하는 원자현미경.
The method of claim 9,
And said detection means is one of a photodiode, a CCD, and a CMOS.
청구항 9에 있어서,
상기 시료의 굴절률을 측정하는 측정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자현미경.
The method of claim 9,
An atomic force microscope, characterized in that it further comprises a measuring means for measuring the refractive index of the sample.
청구항 12에 있어서,
상기 측정수단에서 얻어진 값에 따라 상기 검출수단을 이동시키기 위한 이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자현미경.
The method of claim 12,
An atomic force microscope, characterized in that it further comprises a moving means for moving said detection means in accordance with the value obtained by said measuring means.
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