기술번호
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KST2014063084
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자료제공기관
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미래기술마당
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기술공급기관
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기술명
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원자수준-해상도 주사 열전 현미경의 컴퓨터 원용 시뮬레이션
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기술개요
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1) 개요 - 실제 주사 열전 현미경에 의하지 않고도 시뮬레이션을 통해 소재의 표면 형태를 알 수 있는 방법
2) 기술 구현방법 및 성능의 증명 - 원자수준-해상도의 주사 열전 현미경의 컴퓨터 원용 시뮬레이션 방법에 관한 것으로서, 실제 주사 열전 현미경에 의하지 않고도 시뮬레이션을 통해 소재의 표면 형태를 알 수 있는 방법을 제공함 - AFM을 이용하여 열전압 측정을 통한 소재 표면의 원자수준의 이미징 기술이며, 탐침과 소재표면의 온도차에 의한 열전압을 유도함 - 소재의 소정의 국지 영역에 대한 원자 레벨 이미지 표시를 위한 열전압(thermoelectric voltage) V를 다음의 수학식에 의해서 컴퓨터가 계산하는 시뮬레이션 방법임
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개발상태
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연구실환경 테스트
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기술의 우수성
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1) 기존 기술의 현황 및 문제점 - 기존의 주사 터널링 현미경은 외부 전압을 인가해야 하기 때문에 전압에 의해 페르미 전자가 방해받을 가능성이 있고, 스캔할 수 있는 영역이 좁음 - 국지화된 전류를 발생시키기 위해 날카로운 탐침을 만들어야하는데, 이 과정의 어려움 때문에 생산성(yield)도 높지 않은 단점이 존재함 - 주사열전 현미경(scanning thermoelectric microscope)이 고려될 수 있지만 일반적으로 열은 공간에서 국지화되기(localization)가 어려운 것으로 알려져 있어서 실제로 구현하기가 여의치 않음
2) 본 기술의 효과 - 급격한 온도변화를 나타내는 온도의 프로파일은 탐침과 소재 표면 사이의 경계면에서 스텝 함수형태로 가정이 가능함 - 탐침과 소재 표면 사이의 급격한 온도변화로 인하여 국소화된 열전압 측정이 가능함 - 이러한 급격한 온도변화로 인한 열전압의 크기는 국소부분의 지벡계수와 그 지점에서의 탐침과 소재 표면 사이의 온도의 변화의 곱으로 근사되어 원자수준의 이미징 실현이 가능함 - 결함구조를 명확하게 확인할 수 있으며, 그래핀 결함구조에서 보이는 전자의 산란 무늬(inter-valley scattering) 확인이 가능함
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응용분야
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1) 예상 적용처 - 반도체/디스플레이 관련 산업 - 전자현미경 관련 산업 - 나노 융합기술, 신소재 등 다양한 첨단산업 분야에 활용 가능
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시장규모 및 동향
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1) 전자현미경 시장규모는 2010년 기준 약 2조3천억원이며, 2015년까지 CAGR 12%로 약 4조원까지 성장할 것으로 예측됨 - 출처 : ㈜코셈, 주사전자현미경의 기본원리와 응용(Part Ⅱ), ㈜윕스 재가공(2013)
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희망거래유형
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사업화적용실적
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도입시고려사항
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