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지환 형
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고분자특성분석지상강좌 SPM(Scanning Probe Microscopy) 기술을이용한고분자재료분석 유경희 ᆞ 신현정 1. 서론최근반도체산업시장에서기술이점차발달함에따라수요가크게늘면서실리콘을기반으로한무기반도체를이용한기술은점차한계에다다르고있고, 따라서무기반도체를대체할새로운반도체가필요했던시점에서새롭게등장한것이바로유기물반도체이다.

이는유기물질의생산단가가기존의무기반도체재료를이용한단가보다훨씬저렴할것이라는판단때문이다. 1세기에들어와서 10-9 m 수준의정밀도를요구하는극미세과학기술인나노과학기술 (nanotechnology) 은과학기술전분야, 즉, 물리, 화학, 재료, 전자그리고기계등을주도할핵심기술분야로써주목받고있다.

1 고분자특성분석지상강좌 SPM(Scanning Probe Microscopy) 기술을이용한고분자재료분석 유경희 ᆞ 신현정 1. 서론최근반도체산업시장에서기술이점차발달함에따라수요가크게늘면서실리콘을기반으로한무기반도체를이용한기술은점차한계에다다르고있고, 따라서무기반도체를대체할새로운반도체가필요했던시점에서새롭게등장한것이바로유기물반도체이다. 유기물은가볍고, 휘어질수있으며, 저온공정및저가격양산화등특징이있어학문적으로나산업적으로커다란 merit 가있는재료이다. 벨 (Bell) 연구소의과학자들은유기물반도체가특정분야, 예를들자면, 스마트카드, 휴대용디스플레이, 신원확인용꼬리표및 organic solar cell 과같은분야에서활용될것이라고내다보고있다. 이는유기물질의생산단가가기존의무기반도체재료를이용한단가보다훨씬저렴할것이라는판단때문이다. 1세기에들어와서 10-9 m 수준의정밀도를요구하는극미세과학기술인나노과학기술 (nanotechnology) 은과학기술전분야, 즉, 물리, 화학, 재료, 전자그리고기계등을주도할핵심기술분야로써주목받고있다. 이러한나노과학기술중원자현미경을이용한나노측정분야는미세단위에서의물질표면의다양한성질, 즉표면의형상및전기적, 자기적, 광학적그리고기계적성질등을관찰하기위하여개발되었고발전되어왔다. 다른재료의분석에서와마찬가지로고분자재료에서도다양한기계적, 전기적특성분석을위한 scanning probe microscopy(spm) 의국부적영역분석이매우중요하게대두되었다. SPM 은원자나분자크기의극미세나노세계에서일어나는물질의구조와성질을알고, 이를제어하고조작하기위해개발되고발전되어왔다. 최근에는산업발달에따른전기전자소자들의기능복합화와초소형화에따른정보소재의특성평가기술이무엇보다도고분해능의전기특성분석과아울러재료의미세구조와의관계를밝히는데중요한기술로자리잡아가고있다. 이는이러한소자들의성능향상및신뢰성확보를위해필수적인기술이다. 주사원자력현미경 (scanning force microscopy, SFM) 응용연구는미세한탐침과재료표면간의여러가지물리량, 예를들면원자간력 (Van der Waals force), 자기력 (magnetic force), 정전기력 (electrostatic force), 그리고마찰력 (friction force) 등을고분해능으로표면형상과동시에형상화할수있는기술까지폭넓게수행되고있으며, 전세계적으로많은연구자들과기술자들의관심에대상이되고있다. 이러한여러시도들가운데 SFM 응용기술은탐침과재료표면사이의전기적인물리량, 특히정전기력, 표면의전하량, 표면접촉전위, 정전용량, 그리고미세누설전류량등을검출하여고분해능으로정보재료의국부적인전기적특성및전하이동현상을평가하는기술이다. 최근분해능개선을통한전하농도및 Fermi level의표면 pinning 에관련한다양한연구가진행되어반도체표면의국부적인전기적특성이해를돕고있으며, 미세전류를형상화하는연구를통해서도기존의반도체재료의전기적특성평가뿐아니라향후개발 유경희 현재 신현정 현재 국민대학교신소재공학부 ( 공학사 ) 국민대학교신소재공학과석사과정 연세대학교요업공학과 ( 공학사 ) Case Western Reserve University 재료공학과 ( 석사 ) Case Western Reserve University 재료공학과 ( 박사 ) Max-planck Institute fur Metallfor schung, Alexander von Humboldt Research Fellow Samsung Advanced Institute and Technology, Storage Lab., Member of Research Staff Samsung Advanced Institute and Technology, Storage Lab., Project Manager 국민대학교신소재공학부부교수 Characterization of Polymeric Materials by SPM (Scanning Probe Microscopy) 국민대학교신소재공학부 (Kyunghee Ryu and Hyunjung Shin, School of Advanced Materials Engineering, Center for Materials and Processes of Self-Assembly, and National Research Lab. For Nanotubular Structunes of Oxide, Kookmin University, Jeongneung-dong, Seongbuk-gu, Seoul , Korea) hjshin@kookmin.ac.kr 고분자과학과기술제 18 권 6 호 007 년 1 월 561

2 될비휘발성메모리소자의나노미터의물리적거동이해에도커다란도움을주고있다. 이러한 SFM 기술의변형된기술개발에의한특성평가기술이 Kelvin probe force microscopy(kpfm), scanning nonlinear dielectric microscopy(sndm), 그리고 conductingatomic force microscopy(c-afm) 등으로불리고있으며많은연구가진행중이다. 따라서, 이글에서는다양한 SPM 기술의간단한원리를소개하고실제고분자분석에적용되고있는예를알아보고자한다.. SPM 기술을이용한고분자분석.1 STM 1981 년 Gerd Binnig 와 Heinrich Rohrer 에의해탐침과전도체시료표면에서의양자역학적 tunneling 현상을이용하여탐침이시료위를주사하면서얻어진 tunneling current 를이용하여시료의형상을측정하는 scanning tunneling microscopy(stm) 가 1 원자현미경계열중가장먼저개발되었다. STM 은원자크기의분해능을가진다는장점이있으나, 전기적으로부도체는관찰할수없다는단점을갖는다. 따라서 STM 을이용한고분자재료의분석에있어서시료표면의직접적인형상화는전도성고분자에제한되며, 전도성을띄지않는재료의경우, 필요에따라서금속등을얇게코팅하여측정하기도한다. STM 을이용한고분자재료의분석은주로 molecule 의 long range ordering, chain electronics, polymer와 substrate와의 interaction 등 electronic structure characterization 을위해많이사용되어왔다. organic semiconductor 에사용될 organic thin layer 의전기적, 광학적성질이그것의 orientation 과 long-range ordering 에의해크게좌우되므로정확히관측할필요가있다. organic thin layer의 growth mechanism과 -dimensional ordering 경향을 STM 을이용하여고분해능으로관찰한연구논문이발표되었다. 이외에도 Carroll 등은 3 low-current STM 을이용하여비전도성고분자인 isotactic polypropylene(ipp) 의독특하고주기적인 chain 구조를관찰하였고, Nilson 등은 4 metal-free phthalocyanine(h P c ) 을 highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) 위에증착한후에 670 K로 sample을 annealing하고 molecule 의 densely packed structure를관찰함은물론 submonolayer, monolayer, 추가적으로흡착된 molecule 과함께한 monolayer 구조에서각각의차이를보임으로써 single molecule orientation의 imaging이가능함을보였다. Merz 등은 5 Au 기판위에자기조립된 1-hexadecanethiolc 층에흡착되어있는 monolayer porphyrin dendrimer를다양한온도에서관측하였다. 또한 STM 을이용, high electric field 를국부적인영역에가해줌으로써매우미세한영역에만 polymerization 이일어나국부적으로전도성을띄게되는 3-phenyl-1-ureidonitrile(PUN) 이라는 organic monolayer material 을 storage media로채택함으로써, 국부적인영역에서의 electronic conductance의변화를이용한차세대정보저장기기응용으로도연구가진행중이다. 6. AFM STM 을이용하여시료표면을형상화하기위해서는 tunneling current 가필요하므로전기적으로부도체인물질을관측하기어려웠 는데이를해결하여비전도성시료또한고분해능으로분석하기위해고안된장비가 atomic force microscopy(afm) 이다. AFM 은 radius 가수 ~ 수십 nm size 를갖는탐침끝의원자들과시료표면의원자들간에작용하는인력과척력에근간하는기술로써시료가전도성을띄는지의여부와상관없이시료표면의형상화가가능하다 ( 그림 1). 특히, AFM 은전기전도성의여부와관계없이시료표면의형상화가가능하므로 macromolecule 과고분자의분석도구로써학술적으로나과학기술전분야에서널리사용하고있다. Kumaki 등은 7 AFM 을이용하여개개의 polymer chain 을관측하는데성공하였다. 이들은 PS (polystyrene)-b(block)-pmma(poly methyl methacrylate) 라는 diblock copolymer 의개개의 chain 을관찰하고, 또한습도가달라짐에따라변화되는형상을관측하였다. 또한 Peng 등은 8 organic thin film내에 cylindrical micro-domain의크기를 PMMA의 molecular weight 나 concentration 을조절하거나, 짧은 chain 의 PS-b-PMMA diblock copolymer 를제조하는것으로조절할수있다는결과를 AFM 을통해관찰하였다. 원자간힘을이용하여시료의표면을형상화하는원자현미경은실제측정에서다양한측정방식을이용한다. 탐침과시편사이의작용하는힘의종류, 즉, 인력혹은척력에따라 contact mode, tapping mode, noncontact mode등으로나누어진다. Contact mode의경우, 탐침을시료표면에근접시켜발생되는척력으로캔틸레버가휘어지게되고이휘어짐을측정하기위하여캔틸레버윗면에서반사된레이저광선의각도를 position sensitive photo diode(pspd) 를사용하여측정하게된다. 이러한캔틸레버의휘어짐을구동기에 feedback 하여일정하게휘도록유지시킴으로써시료표면의굴곡을형상화할수있게된다. 이때사용되는캔틸레버의탄성계수가중요한데, 시료가일반적인고체인경우에는수 N/m 이하의캔틸레버를사용하게된다. 하지만고체이외의시료들, 즉생체시료나혹은 polymer 재료인경우에는통상단결정실리콘재료로가공되어제작되는켄틸레버의탄성계수가이러한재료표면에손상을줄만큼크기때문에 noncontact mode를이용한표면형상화방법을고려하여보아야한다. 시료의표면에가해지는손상을최소화하여부드러운시료의형상화가용이하 Laser Sample PSPD SCANNER Cantilever Feedback & X, Y, Z scan control Topography Display 그림 1. AFM 동작원리. 탐침과시료표면사이의상호작용력에의하여인력혹은척력을받게되면캔틸레버의변위가생겨나고이변위를 position sensitive photo diode(pspd) 를사용하여측정하게된다. 이때 feedback 전압을 xy 평면에표시하게되면시료표면의형상을얻을수있다. 56 Polymer Science and Technology Vol. 18, No. 6, December 007

3 도록하고, 캔틸레버의수명또한연장할수있도록고안된 noncantact mode는탐침을시료표면에서수내지수십 nm 떨어뜨려시편의표면을이미지화하는방법이다. 이때탐침과시료표면사이에주가되는힘은 Van der Waals force 로인력에해당하고이힘의크기는 nn 정도로매우작고실제탐침과시료표면사이가떨어진상태로표면을형상화해야함으로캔틸레버를고유진동수부근에서기계적으로공진시킴으로써이미지화할수있다. 탐침과시료표면사이의거리가변화되어이에의한인력의크기가변화되면캔틸레버의고유진동수의진폭 (amplitude) 이변화하게되고, 그변화를변조기술을이용하여측정하게된다. 따라서고유진동수진폭의변화는곧시편표면의굴곡변화임으로표면을고분해능으로형상화할수있는것이다. Tapping mode 는 noncontact mode와비슷하게작동하는방법으로진동하는캔틸레버의탐침이시료표면에아주짧은시간동안접촉하여표면을이미지화하는방법이다. Noncontact mode의경우, 시료표면위에얇은유체막이존재할경우이를그대로형상화하거나, 모세관현상에의한탐침의흡착등에의해제어가어려울수있으므로 tapping mode는이러한단점을극복할수있는방법이다..3 SPM을이용한기계적특성분석방법 Contact mode AFM 측정시에, 좌우로 scan 하면서얻어지는캔틸레버의위아래방향변위는시료표면의형상을얻기위한신호로써사용된다. 이렇게캔틸레버가시료표면을주사시에발생하는캔틸레버의휘어짐은표면의높낮이에따라발생하는상하방향의신호와더불어탐침과시료표면사이수평마찰력에의해좌우방향의변위도발생하게되는데 PSPD 에서캔틸레버의비틀림신호를 -dimensional 공간에표시하게되면동일시료표면내에다른표면마찰계수를갖는물질을구분하여이미지화할수있게된다. 이렇듯캔틸레버의 torsion 에의한 lateral force 를기록하는 SPM 방법을 lateral force microscopy(lfm) 9 이라고한다. 시료를구성하는물질의분포및상대적인마찰력의차이, 혹은동일시료내 surface treatment 에의해마찰력이달라진지역을구별해야하는등의분석이필요할때이 mode 를사용하여관측할수있다. 1991년 Maivald 에의해제안된 force modulation mode(fmm) 10 또한재료의기계적성질, 특히물질간의상대적인 surface elasticity 를측정하는 mode이다. 탐침을시료표면에접촉시킨후에캔틸레버에가해지는힘에변조를주어일정한진폭으로진동하게하여시료표면위를좌우로주사하였을때, 시료표면에서의 elasticity 에의하여변화되는진폭을측정할수있다. 또한고분자재료의분석에많이쓰이는 SPM 응용법중에하나가 phase imaging 이라고불리는방법이다. phase imaging 은 tapping 혹은 noncontact mode의확장된 mode로캔틸레버를일정주파수로진동시키면시료의물리적, 기계적특성에따라캔틸레버의진동주파수에변화가생기게되는데이러한진동주파수신호의위상차이를 mapping 함으로써단순히 topographical mapping 이아닌또다른시료의물리적, 기계적정보를추가로얻을수있다. 또한 phase imaging은 tapping 혹은 noncontact mode로 surface에직접적으로 contact 된상태가아니므로 LFM 이나 FMM 에비해시료표면에손상을주지않고재료의물리적, 기계적물성을평가할수있다는장점을갖는다. phase imaging 을통해고분자재료를분석할수있는예를몇가지들어보면다음과같다. diblock 혹은그이 Topography Phase 그림. PS-b-PMMA diblock copolymer 표면형상과 phase image (scale bar: 0.5 μm).(sample 제작및제공 : KAIST 신소재공학과 Soft Nanomaterials Lab.( 김상욱교수님연구실 )). 상인 triblock copolymer 에서의물성이다른각각의영역을명확하게분리할수있다. phase imaging 은재료표면의 viscoelasticity 혹은 modulus의상대적인차이에의한신호를반영하기때문이다. 그림 에서사용한 sample 은 PS-b-PMMA diblock copolymer로써 11 그림은표면형상과 phase image 를보여주고있다. 이로써 channel 간의명확하게 worm 과비슷한모습으로분리된 phase 의 separation pattern 을확인할수있었다. 또한 phase imaging 은복합재료에서의각각의성분들을구별, 1 adhesion과 viscoelasticity 에따른 vibration 의 mapping, 표면에흡착된오염물의존재와분석등의분석이가능하다. 또한 SPM 을이용하여 topography 나다른기계적특성을평가하기위한측정시에고려되어야할사항중에중요한것으로탐침과시료표면사이의다양한작용력의간섭을이해하는것이다. 이를위하여널리쓰이는방법이탐침과시료간의거리를변화시키면서이에반응하는캔틸레버의변위를관찰하는 force-distance curve 측정이다. 13 이측정을통하여탐침과시료표면간의작용력을결정할수있으며다른작용력의간섭, 즉, long-range force(electrostatic force 또는 magnetic force) 나 capillary force의유무를확인할수있다. 그림 3에서상온대기중에서측정한 force-distance curve 를보여주고있다. 여기에서우리는탐침이시료표면에접근하는곡선과 contact 된이후탐침이시료표면에서멀어지는곡선을관찰할수있는데후자의곡선을통하여탐침과시료표면사이의접착력에의한정보를얻을수있고, 시료표면에흡착된 water 등의얇은유체막의존재유무와그에따른 capillary force의기여도를확인할수있다..4 SPM을이용한전기적특성분석방법최근에는산업발달에따른전기전자소자들의기능복합화와초소형화에따른정보소재의특성평가기술이무엇보다도고분해능의전기특성분석과아울러재료의미세구조와의관계를밝히는데중요한기술로자리잡아가고있다. 이는이러한소자들의성능향상및신뢰성확보를위해필수적인기술이다. 주사현미경을이용한시료표면의전기적특성평가를위한응용기술은탐침과재료표면사이의전기적인물리량, 특히정전기력, 표면의전하량, 표면접촉전위, 정전용량, 그리고미세누설전류량등을검출하여고분해능으로정보재료의국부적인전기적특성및전하이동현상을평가하기위하여고안되고발전되어왔다. 미세한탐침과측정하고자하는재료표면에직류혹은교류의전압을인가하고, 이에따른정전기력을비 고분자과학과기술제 18 권 6 호 007 년 1 월 563

4 접촉상태에서감지하거나, 인위적으로교류의신호를변조하여탐침과표면사이의미세한전기력을측정하는방법으로재료표면의전기적성질을알아낼수있다. 또한미세탐침을재료표면에접촉시켜관심있는재료를통해서흐르는전류, 특히누설전류를표면의형상과함께동시에얻을수있는기술이다. 이러한 SFM 기술의변형된기술개발에의한특성평가기술에는 Kelvin probe force microscopy (KPFM), scanning nonlinear dielectric microscopy(sndm), conducting-atomic force microscopy(c-afm) 등이있다. KPFM는 14 금속으로코팅된 Si 탐침을이용하여시료표면과의그것의국부적인일함수차이에의한 surface potential 을나노미터크기영역에서영상화할수있는장치로써시료표면의전기적인특성, 즉일함수 (work function) 와표면전하 (surface charge) 를측정할수있도록고안되었다. 따라서 KPFM 기술을이용하면여러가지정보관련표면의이러한전기적특성을고분해능으로평가할수있다. 15,16 서로다른두개재료의 contact potential difference(cpd) 는다음과같이정의할수있다. Φ ΔV = tip Φ q sample 두개의재료를전기적으로연결시키면일함수가작은쪽에서높은쪽으로전자가흐르게되고이과정은서로다른재료의 Fermi level 이일치하게될때까지전압차이가발생한다. 이렇게 Fermi level 이일치되면서생기는두재료간, 즉탐침과시료표면의 voltage 차이가바로 CPD 이다. 만약탐침과시료표면을평행한 capacitor 라고가정하면둘간에는정전기력에너지 (U=1/CV ) 가발생한다. 그러므로정전기력은다음과같이표현할수있다. F 1 C = ΔV z 측정하려는힘이미세함으로변조기술을활용하기위하여 tip 과 sample 사이의 dc와 ac voltage(v app =V dc +V ac sin wt) 를탐침과시료사이에인가한다. 가해준전압에따라두재료사이의전체정전기력은다음과같이표현된다. F Force (nn) 그림 3. Force-distance curve. 1 C = ( V z Distance (nm) app ΔΦ) = C [( V z 1 dc ac 1 ΔΦ) + V C ] ( V z dc ΔΦ) V 1 C + V ac cos(wt) = F 0 + F1 sin( wt) + F cos(wt) 4 z ac sin( wt) 여기서 F 1 component는탐침과시료사이의 surface contact potential에의존하는성분이므로 lock-in technique을이용하여 F 1 성분을분리하고탐침과시료표면사이의 electrostatic force 를최소화시키는 dc voltage의 feedback loop modulation 을통하여시료표면의 surface potential 을국부적으로영상화할수있게된다. KPFM 을이용한 surface potential 의형상화는소자에쓰이는다양한시료표면의 electronic state 에관한정보를국부적으로알수있게한다. KPFM은 noncontact mode로작동하는기술로써, molecule organic material 이나 polymer 재료에기반을둔 device 의전기적인거동과표면형상을동시에얻을수있다. Organic thin film이나 organic molecule의사용은 flexible display, chemical sensor, large-area solar cell 등의다양한 electronic device로의응용에서, 공정이비교적간단하고, 값싸게제조할수있다는장점을지니므로학문적으로의연구가치뿐아니라산업적으로상당히각광받는분야라고할수있다. Friend 등은 17,18 KPFM 을이용하여 poly (3-hexylthiophene)(P3HT) 라는 organic thin film을사용한 field effect transistors 의 channel 영역에서의 potential 을고분해능으로 mapping하였다. Ginger 등은 19 Time-resolved electrostatic force microscopy 를이용하여 poly-(9,9 -dioctylfluorene-co-ben- zothiadiazole)(f8bt)/poly-(9,9 -dioctylfluorene-co-bis- N,N -(4-butylphenyl)-bis-N,N -phenyl-1,4-phenylenedi amine(pfb) blend 구조의유기물태양전지에서의국부적인 opencircuit voltage와 photo-induced charging rate에관해연구하였다. KPFM 과더불어시료표면의전기적특성을재는유용한장치로 scanning capacitance microscopy(scm) 를들수있다. 1984년 Matey와 Blanc에의해개발된 SCM의 0 측정방식은일반적인 metal-oxide-semiconductor(mos) 구조를기반으로하여반도체특성을분석하기위한커패시턴스-전압 (C-V) 측정을 SPM 에접목, 확장한것이다. SCM 은나노미터단위의반도체소자의표면이나단면의도펀트 profile 을영상화할수있는방법으로써비파괴적이면서수 nm의분해능으로관찰할수있는특성분석법이다. SNDM 는 1 재료의 capacitance 변화를측정, 분석할수있는 SCM 의응용기술로써제안되고발전된도구로써최근다양한전자재료의특성을분석하기위하여사용되고있다. Nanoscale의 electronic device로의발전을위해서소자에사용되는재료의국부적영역에서의전기적인특성평가는소자의성능향상및신뢰성확보에필수적이다. STM 이전도성있는물질에서만분석이가능했다면 C-AFM 은전도체, 부도체등가리지않고분석이가능하다. 부도체의경우는미세탐침을재료표면에접촉시켜관심있는재료 ( 유전체 ) 를통해서흐르는전류, 특히누설전류를표면의형상과함께동시에얻음으로써막의질을평가할수있고, 또한미세전류를형상화하는연구를통해향후개발될, 국부적인전기전도도의변화가스위칭효과를발현하는것에의해정보저장이가능한비휘발성메모리소자인 resistive random access memory (RRAM) 에서의나노미터의물리적거동이해에도커다란도움을줄 564 Polymer Science and Technology Vol. 18, No. 6, December 007

그림 5. PET 과 PEDOT 의 current-voltage curve. 6 3. 결론 그림 4. line 형태로기상증착된 PEDOT 의원자력현미경으로측정한표면형상화 current image. 6 것으로기대되고있다.

또한 Ginger는 5 C-AFM 을이용하여 conjugated polymer 를사용한 donor/acceptor blend solar cell에서 0 nm의고분해능으로국부적인영역의 photocurrent를측정하였다.

5 그림 5. PET 과 PEDOT 의 current-voltage curve 결론 그림 4. line 형태로기상증착된 PEDOT 의원자력현미경으로측정한표면형상화 current image. 6 것으로기대되고있다. 3 Lin 등은 4 C-AFM을사용하여 electroluminescent polymer재료에서의 nanoscale 에서의 hole transport 거동을확인하였으며, 이결과를통해 current 많이흐른영역은강한 interchain interaction 이있는지역이라는것을보고하였다. 또한 Ginger는 5 C-AFM 을이용하여 conjugated polymer 를사용한 donor/acceptor blend solar cell에서 0 nm의고분해능으로국부적인영역의 photocurrent를측정하였다. 그림 4는 line 형태로기상증착된전도성고분자인 poly(3,4- ethylenedioxythiophene)(pedot) 의 morphology와 in-plane 방향의 current image 를나타낸것이다. Polyethyleneterephthalate(PET) 기판위에 micro-contact printing 을이용하여 FeCl 3 pattern 을만들고, 기상증착법을통해 FeCl 3 pattern 이노출된부분에서만선택적으로 PEDOT pattern 이성장되도록하였다. 6 Inplane 방향의 current image 는 3V 의 voltage 조건에서측정하였다. Current image 를통하여 PET 기판이드러난부분에서는 current flow 가보여지지않은것에반하여 Patterning 된전도성고분자영역에서 current 가많이흐름을확인하였다. 그림 5는 PET과 PEDOT의 current-voltage curve를 AFM을이용하여측정하였다. 국부적인영역에서의 I-V 측정을통해 PET 기판은완벽하게부도체인점을확인한반면, PEDOT 영역에서는 ohmic behaviors를보임을확인하였다. 이러한결과는전도성고분자가 electronic device로의적용가능성을보여주는결과라할수있다. 원자현미경을이용하여고분자재료표면의형상과국부적인영역에서의기계적, 전기적특성을평가하는기술에대한간단한원리와함께응용의예에대해서알아보았다. 원자현미경은고분자재료연구를포함하여보다넓은과학기술영역에서차세대정밀분석, 계측장비로써산업발전에필수적요소로자리매김할것으로보이며, 측정, 관찰분야에만머물지않고, probe를이용한 nanolithography, probe-based data storage system, 분자의합성등의다양한분야에서활용될것으로기대된다. 감사의글 : 본연구는과학기술부 / 과학재단국가지정연구실 (National Research Lab. 과제번호 R0A ) 사업및우수연구센터 (ERC, Center for Materials and Processes of Self-Assembly 과제번호 R ) 사업의일환으로수행되었습니다. 참고문헌 1. G. Binnig and H. Rohrer, Phys. Rev. Lett., 49, 57 (198).. B. Lu, H. J. Zhang, Y. S. Tao, H. Huang, H. Y. Li, S. N. Bao, P. He, and Q. Chen, Appl. Phys. Lett., 86, _1 (005). 3. D. L. Carroll, R. Czerw, D. Tekleab, and D. W. Smith, Jr., Langmuir, 16, 3574 (000). 4. K. Nilson, J. Åhlund, Barbara Brena, E. Göthelid, J. Schiessling, N. Mårtensson, and C. Puglia, J. Chem. Phys., 17, 11470_1 (007). 5. L. Merz, J. Hitz, U. Hubler, P. Weyermann, F. Diederich, P. Murer, D. Seebach, I. Widmer, M. Stöhr, H.-J. Güntherodt, and B. A. Hermann, Single molecules, 3, 59 (00). 6. L. P. Ma, W. J. Yang, S. S. Xie, and S. J. Pang, Appl. Phys. Lett., 73, 3303 (1998). 7. J. Kumaki, Y. Nishikawa, and T. Hashimoto, J. Am. Chem. Soc., 118, 331- (1996). 8. J. Peng, X. Gao, Y. Wei, H. Wang, B. Li, and Y. Han, J. Chem. Phys., 1, _1 (005). 고분자과학과기술제 18 권 6 호 007 년 1 월 565

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12½ÅÇöÁ¤ Characterization Technology and Reliability (Local Characterization by Atomic Force Microscopy (AFM)) hjshin@kookmin.ac.kr, 20. 1Tb Gb/s. 10-9 m (Nanotechnology) 21,,,,,.,,,. 1981 Gerd Binnig Heinrich