김본좌(동명이인)의 박사급 라이프

SPM 의 발전은 아마도 나노 단위로 움직일 수 있는

피에조 스테이지의 활용에서부터가 아닌가 싶다.

가정에서;; 혹은 연구실 등지에서 SPM 등을 꾸미려 하는 이들에게 가장 큰 걸림돌 중 하나는

피에조 스테이지의 선택이 아닐까 싶다.

서브 나노 단위로 동작하기 위해서는 일반적인 광학기구 회사들에서 판매하는

예를 들어 Thorlabs라든가 Newport 등지에서 생산되는 피에조 스테이지는 부족하다.

이런 것들의 최소 해상도는 2.5nm 이기 때문에, 서브 나노 단위로 움직이기 위해서는

PI 와 같은 전문 브랜드의 선택이 필수적이다.

다만 PI 의 제품을 선택하는 순간, 수천만원의 예산이 필요하다는 거 ㄷㄷㄷㄷ

이를 깔끔하게 해결할 수 있는 방법으로 튜브 스캐너 라는 게 있다.

튜브 스캐너는 원통형의 작고 긴 관인데,

그 재질은 압전 세라믹이라는 것으로 되어 있다.

전극을 붙이는 방향에 따라 x,y,z 로 움직일 수 있으며,

기타 독특한 취향들을 위한 아크로바틱한 방향도 고안할 수 있을 것이다.

물론 수학을 잘해야겠지.

최소 해상도도 mV 단위의 전압을 낼 수 있는 DAC 카드 기준 서브 나노로 움직일 수 있으며

적절한 전압으로 원자 하나 하나를 구분할 수도 있다.

가격은 100만원 미만으로 구입할 수 있다.

수천만원에서 100만원 미만이라니.

1/100 로 예산이 줄게 되었다. 이제 DAC 나 ADC 카드에 좀 더 투자할 일이 남았다.

본좌는 NI 에서 나온 DAC 보급형 카드를 가지고 있는데 노이즈가 지글지글

아무리 컴퓨터와 연결되었다고 하더라도 이건 못봐줄 지경이다.

피에조 스테이지에서 절약한 돈을 이러한 곳에 투자하라.

어쨌든, 친절하게도 PI 에서 나온 카탈로그를 보면

이러한 튜브 스캐너의 사용법이 잘 나와 있다.

튜브 스캐너의 선택시 가장 중요한 것은 사이즈(사이즈로 traveling length 가 결정된다)

그리고 어떤 물질을 사용하냐 이다.

amath
각 물질마다 고유의 d_31 값을 가지게 되는데

이 값이 얼마나 움직일 것인지(del x) 결정짓는 팩터가 된다.

d_31 의 의미는 이렇게 씌여 있다.
endamath

strain coefficent(displacement normal to polarization directoin m/V)

물론 좋기만 한 디바이스는 없겠지.

Open-loop 제어를 할 수 밖에 없다.

스스로 스트레인 게이지 를 부착하면 모를까,

일단은 Open-loop 제어를 해야한다.

그게 무엇인지 모른다면 이전에 쓴 글들을 찾아보라.

그리고 더 큰 단점은

피에조 스택류에 비해서, 로드가 작다. 큰힘을 낼수도 없다.

그러므로 스캐너 위에 샘플을 올려놓기 보다는, 스캐너에 팁을 다는 방향으로 가야한다.