東京대학 물성연구소의 長谷川幸雄 조교수, 江口豊明조교는 원자간력현미경(AFM)의 분해능을 주사형 터널 현미경(STM)급으로 끌어올리는데 성공했다. 종래의 AFM은 관찰할 물질의 표면 1층째의 원자밖에 볼 수 없었으나 이번에 1층의 틈새로 보이는 2층째의 원자까지 볼 수 있도록 하였다. STM에서는 볼 수 없는 절연체 표면의 원자구조 등도 보다 정확하게 파악할 수 있게 된다. 성과는 과학기술진흥사업단 ‘전략적 창조연구추진사업’의 일환. AFM은 바늘 끝(프로브)를 대상 물질에 가까이 대어 관찰하는데 물질과 바늘 끝의 사이에는 원자간의 근거리에서 작용하는 ‘강한 힘’ 이외에 보다 광범위하게 미치는 힘으로서 ‘전기적인 약한 힘’도 작용하고 있다. 이번에 반경 4나노미터의 바늘 끝 첨단부에서 원형을 제거하고 역삼각의 모양으로 만들었다. 첨단부를 예리하게 한만큼 바늘 끝의 첨단부에 가까운 원자의 수가 지금까지보다 줄어들어 전기적인 약한 힘의 영향을 줄일 수 있다. 한편, 원자간에서 작용하는 힘에 대해서는 바늘 끝을 가까이 대었을 때 미소한 힘으로도 검출할 수 있도록 힘의 검출에 사용되는 빛의 강도를 종래의 10배 이상으로 높여 빛의 강도를 전기신호로 치환할 수 있는 회로의 노이즈 비율을 줄였다. 종래의 AFM에서는 관찰할 물질의 표면 2층째의 원자는 1층째에 가려서 보이지 않아, 분해능에 대해서는 STM보다 떨어진다고 알려져 왔다. STM은 표면의 전자분포, AFM은 원자를 볼 수 있기 때문에 AFM쪽이 원자의 구조를 그대로 반영한 상을 찍을 수 있다. AFM의 분해능을 높임으로써 ‘양쪽을 조합시켜 보면 보다 정확한 원자구조의 결정이 가능해진다’(長谷川 助敎授)고 한다. 또 AFM은 절연체의 표면관찰이 가능하기 때문에 절연체의 원자구조를 보다 상세하게 조사하는 데에도 위력을 발휘할 듯 하다. (NK)