카본 나노튜브(Carbon nanotube, CNT) 탐침을 이용한 원자간력 현미경(AFM) 컨

틸레버는 (1) 탐침 끝 부분의 곡률 반경이 매우 작고, (2) 파손 및 연마에 강해 데이

터의 재현성이 높다는 등의 특징을 가지고 있다. 나노튜브 탐침은 각종 나노 구조를 

관찰하기 위한 AFM 탐침으로, 보통의 금속 칩에 비해 뛰어난 성능을 가지고 있으며 

향후 나노 기술 발전에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다. 

지금까지 CNT 탐침 연구는 다양한 형태로 진행되어 왔으나, 형상 제어의 곤란함과 

재현성의 문제, 그리고 제작 공정의 난이도 등이 과제로 남아있다. 따라서 간단한 방

법으로 재현성이 좋고 형상 제어가 뛰어난 탐침 제작법 개발이 절실하다. 

일본 물질재료연구기구, 재료연구소, 기초물성 연구 그룹은 전기영동법을 이용하여 

CNT 칩을 채용한 고분해능 AFM용 탐침 제작에 성공했다. CNT 탐침 제작은 물을 

용매로 이용하며 실온 상태에서 이루어지는 것으로 매우 간단한 공정을 이용한다. 

시판되고 있는 범용 AFM 탐침인 실리콘 칩의 끝부분과 CNT 수용액 사이에 전기를 

인가하여 실리콘 칩 상에 CNT를 부착시킨다. 종래의 방법에서는 이 공정이 우연성

에 의해 크게 좌우되었던 것에 비해, 이번에 개발된 기술에서는 거의 100%의 수율

로 탐침이 형성됐다. 

이 때 부착되는 CNT는 실리콘 칩의 방향에 대해 항상 평행한 방향으로 배향된다. 또

한 부착된 CNT의 길이는 탐침 직경의 수백 배 이상이며, 칩을 끌어 올리는 속도 등

을 변화시킴으로써 간단하게 제어될 수 있다. 한편 연구 그룹은 새로 개발한 CNT 

AFM 탐침과 종래의 범용 탐침을 이용한 측정 결과를 비교하여, 나노튜브 AFM 탐침

의 고분해능을 확인했다. 

이번 연구 성과로부터, 새로운 나노 구조의 제작 및 해석을 위한 신규 연구 방법이 

제안됐으며, 향후 CNT 탐침이 갖는 고분해능 특성을 활용하여 나노 분석 소자의 실

현을 위한 연구 개발이 진행될 계획이다. 

(그림1) 전기영동법에 의한 CNT 탐침 제작법의 모식도. (a) 수용액에 근접하고 있

는 칩, (b) 칩 끝 부분이 수용액에 접촉한 모양, (C) 칩을 끌어올린 후의 칩 선단.

(그림2) 칩 상에 형성된 나노튜브 탐침의 모습.

  정보출처   http://www.nanonet.go.jp/japanese/mailmag/2005/086b.html  

  원문언어   일어 

  출판날짜   2005년 04월 06일 

  국      가   일본 

  주제분야   전자재료(K13) 

  원본파일   http://techtrend.kisti.re.kr/down.jsp?

gubun=trend&down_url=/upload/sazanami/Nanonet_050408_02_O.doc