나노스케일 표면 이미지를 찍는 새로운 방법

표면 위의 원자 배열을 측정하기 위해, 원자 해상도로 사진을 찍을 수 있는 새로운 기술이 개발되었습니다. 6월 17일에 저널 Nature Communications에 게재된 논문입니다. 나노 스케일로 이차전자 이미지를 얻는 방법입니다.

많은 중요한 프로세스는 표면에서 발생합니다. 다양한 분야의 촉매 작용과 부식과 같은 화학적 과정은 모두 표면에서 발생합니다. 모든 재료는 표면을 통하여 주위 환경과 상호작용합니다. 벌크 재료의 구조와 화학적 특성과는 다른 현상이 나타납니다.

이제는 부식과 촉매 작용을 연구하기 위해 이미징 기술을 적용할 수 있게 되었습니다. 부식을 막기 위해 엄청난 비용을 쓰고 있지만 아직까지 발생 메커니즘의 모든 것을 이해하지 못하고 있습니다. 더욱 심층적인 사실들을 연구하면 더 오래 사용할 수 있는 재료를 만들 수 있을 것입니다.

나노스케일 표면

이를 위해서는 원자들이 표면에 어떻게 배열되어 있는지 아는 것이 중요합니다. 표면 정보를 얻기 위해 많은 훌륭한 방법들이 존재하지만, 대부분의 사용 가능한 도구들은 표면이 거칠 때에 효과가 높습니다.

주사 전자현미경은 많은 재료의 이미지를 얻는데 폭넓게 사용되고 있으며 표면 거칠기는 중요하지 않습니다. 아주 최근까지 이런 장치로는 표면 원자의 분명한 이미지를 얻을 수 없었습니다. 2011년에 브룩헤이븐 국립연구소의 연구에 의해 매우 선명한 이미지를 얻을 수 있었습니다. 그러나 이 연구도 이미징에 대한 이론이 없고 여러가지 불확실한 면이 많아서, 어느 정도까지 확실한 이미지를 얻을 수 있는지 알 수 없었습니다.

원자 해상도로 이차전자 이미지를 찍는 새로운 방법

이번의 새로운 연구는 이러한 문제들을 해결할 수 있습니다. 표면을 이해할 수 있는 확실한 방법을 제공합니다. 연구에는 strontium titanate 샘플을 사용하였습니다. 이차전자 이미지가 어떻게 생성되는지 세부적인 사항을 정확히 알기 위해 많은 유형의 이미징을 얻었습니다.

연구에는 기존에 잘 연구된 재료를 사용하여 분석이 정확한지 조사하였습니다. 새로운 기술은 너무나 강력해서 잘 알려졌다고 생각했던 물질의 많은 지식을 새로 검토하게 만들 것입니다. 이것은 모든 재료의 표면이 나노재료 코팅처럼 행동하기에 이미 예상해왔던 가능성입니다. 나노재료 코팅은 화학적 특성과 반응을 매우 크게 변화시킬 수 있습니다. 개발된 기술의 중요한 점은 표면 원자와 벌크 원자들을 동시에 이미징 할 수 있다는 것입니다.