AFM(Atomic Force Microscope) 장비의 부품 이름들 tip같은거

● 잡소리로 시작

내가 연구실에서 되게 자신있어 하는 장비들이 있다면 AFM과 Raman spectrometer, PL이다. AFM은 처음 배울 때 되게 어려웠다. 모든 기기가 그렇지만 작동법 자체는 쉽다.

 

하지만 작동법을 배웠다고, 그 기기에 능숙해졌다? 아니다! 그럼 누가 기기의 고수라고 칭할 수 있을까? 바로 시시각각 예상치 못하게 발생하는 오류들을 당황하지 않고 다루는 자가 고수다.

 

모든 기계가 그렇듯 오류는 예상치 못하게 나타난다. 그리고 처음 다루는 사람은 오류를 해결할 줄 모른다. 잘 다루고 싶다면 그 기계의 과학적 개념과 부품, 작동 과정을 빠삭하게 파악한다. 직접 여러가지 시행착오를 거쳐 우연히 오류를 해결해야만 기계를 잘 다룰 수 있다. 그리고 이 과정은 약 2개월이란 시간이 걸린다.

 

나도 처음에는 온갖 오류들을 마주했다. 자주 쓰는 기계가 아니라 해결에 어려움을 겪었다. 두 달간 계속 그 기계만 만지고, 구글에 영어로 오류들을 찾아보고, 회사 사이트도 들어가봤다. 고장을 무서워하지않고 계속 만져댔다가 우연히 해결하는 식으로 오류를 하나하나 정복해갔다.

 

과학적 개념은 인터넷에 찾으면 정말 많다. 하지만 장비의 부품을 다룬 포스팅은 별로 없다. 그래서 나는 오늘 AFM 장비의 부품을 설명하고자 한다. 작동 과정은 영상 제작중에 있다.

 

왼쪽 : 양면 테이프, 오른쪽 : 마운트

● 마운트

먼저 마운트(Mount)다. 마운틴이 산이잖아. 산은 지면보다 높이가 높다. 마운트는 샘플을 올리는 곳이다. 미용실에 가면 아이들의 앉은 키가 미용사의 손 높이와 안맞아 의자에 앉혀 높이를 높인다. 마운트도 샘플의 높이를 높이는 역할이다.

 

기기에 따라 마운트대신 유리 글라스를 쓰기도 한다. 마운트 쓰는 기기는 최신 기기다. 마운트는 자성이 있어 쉽게 기기에 로딩할 수 있다.

 

● 양면테이프 붙이고 샘플 로딩

마운트에 양면테이프를 붙이고, 그 위에 샘플을 올린다. 양면테이프가 없으면 샘플이 움직이잖아. 측정할 때는 샘플이 가만히 있어야지! 머리 자를 때도 머리 가만히 있으라고 하잖아. 마찬가지다.

● 정상인 AFM tip

이건 AFM의 tip이다. 보통 이거 팁 하나당 7만원에 판다. 엄청 비싸지. 그만큼 고도의 기술을 요구한다. 심지어 잘 부러진다. nm를 측정하는 팁이라 엄청 얇거든.

 

저 빨강색 동그라미 부분을 보면, 뭔가 쪼꼬만게 앞으로 튀어나와있지? 저게 팁이다. 숙련된 조교라면 저게 맨 눈으로 보인다. 안보이면 폰 카메라로 확대해봐라. 한번 맨 눈으로 발견하면 그 때부터 보인다. 쪼꼬만거를 지지하고 있는, 반사가 잘 될 것 같은 판이 지지대다.

● 부러진 AFM tip

팁이 부러진 상태면 아까 보였던 팁이 안보인다. 저거 진짜 살짝 지문 혹은 손톱에 스치기만해도 부러진다. 떨어뜨려도 부러진다. 개복치다. 그러니 꼭꼭 조심히 써야한다.

 

● AFM tip의 OM 이미지

Optical microscope, 광학 현미경으로 확대해 보면 이 쪼꼬만게 이렇게 생겼다. 이 팁의 상태에 따라 AFM 이미지가 잘 나오느냐 구데기처럼 나오느냐가 갈린다.

 

● AFM tip head

AFM tip head이다. AFM 장치에 탈부착 가능한 장치다. AFM의 머리이자 손이다. 여기에 AFM tip을 부착하고 레이져가 쏘아지고, 반사되어 컴퓨터가 높이를 분석한다. 얘는 잘 고장 안난다. 저 전선만 마구잡이로 흔들지 않으면됨.

 

● 전부 자성 물질이다.

헤드도 팁도 전부 자성 물질이라 헤드에 착 달라붙는다. 심지어 부착 위치 헷갈리지말라고 홈도 파여있어서 한번만 배우면 제대로 붙일 수 있다.

 

● 장비에 장착

AFM tip head는 손으로 가리킨 부분에 장착하면 된다. 기기 종류마다 다른 것들은 달라진다. 하지만 AFM tip head의 위치와 tip, 마운트(or 유리 글라스)만큼은 공통이다.

 

● 팁이 고장났을 때 결과물

제일 중요한 것은 팁을 고장내지 않는 것! 아주 조심조심 잡아야한다. 팁이 부러지진 않고, 상태가 안좋으면 구멍이 파인 듯한 결과가 나온다. non contact tip인데도 불구하고 이런 결과가 나온다면 팁이 샘플에 자주 부딪히거나 너무 혹사시켰을 확률이 높다.

 

그럴 때는 과감히 팁을 바꿔주자.