• 제목/요약/키워드: AFM(Atomic Force Microscope)

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SPM-based Data Storage System 의 Feedforward Decoupling 기법을 적용한 제어기 설계 (Controller Design for Feedforward Decoupling in SPM-based Data Storage System)

  • 정지영;문준;이충우;정정주;김영식
    • 정보저장시스템학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.59-65
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    • 2007
  • Scanning Prove Microscope (SPM) - based Data Storage (SDS)는 Atomic Force Microscope (AFM)을 이용하여 Cantilever Tip 이 저장 장치 미디어에 나노미터 단위로 비트를 읽고, 쓰고 지우는 저장 장치로써, x, y 두 축을 이용한다. 따라서 축간 coupling 의 영향이 크게 발생한다. 따라서 축간 coupling 의 영향을 고려하여 제어기를 설계하여야 한다. 본 논문은 coupling 요소를 제거하기 위하여 Feedforward Decoupler 를 설계하여 Stage 의 입력 앞 단에 추가하는 방법을 제안하였다. Feedforward Decoupler 를 추가함으로써 coupling 요소가 줄어드는 것을 모의 실험을 통해 확인한다. 이를 통해 나노급으로 보다 정밀한 제어가 가능함을 확인하였다.

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나노 힘 측정 및 표준 (Nano Force Metrology and Standards)

  • 김민석;박연규;최재혁;김종호;강대임
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.59-62
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    • 2005
  • Small force measurements ranging from 1 pN to $100{\mu}N$, we call it Nano Force, become the questions of common interests of biomechanics, nanomechanics, material researches, and so on. However, unfortunately, quantitative and accurate force measurements have not been taken so far. This is because there ,are no traceable force standards and a calibration scheme. This paper introduces a quantitative force metrology, which provides traceable link to SI (International Systems of Units). We realize SI traceable force ranging from 1 nN to $100{\mu}N$ using an electrostatic balance and disseminate it through transfer standards, which are self-sensing cantilevers that have integrated piezoresistive strain gages. We have been built a prototype electrostatic balance and Nano Force Calibrator (NFC), which is an AFM cantilever calibration system. As a first experiment, we calibrated normal spring constants of commercial AFM cantilevers using NFC. Calibration results show that the spring constants of them are quite differ from each other and nominal values provided by a manufacturer (up to 240% deviation).

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원자힘현미경을 이용한 지지 지질층의 특성규명 (Characterization of Supported Lipid Layers Using Atomic Force Microscopy)

  • 박진원
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권4호
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    • pp.395-402
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    • 2009
  • 원자힘현미경은 초미세크기의 물리적 특성을 규명하기 위한 수단으로서 지지 지질층의 물리적특성 규명에 이용되어 왔다. 원자힘현미경이 출현하기 이전에는 초미세관점에서 지지 지질층에서 발생하는 물리적 현상의 관찰이 전무하였다. 이 현미경은 탐침바늘(Cantilever)로 표면을 주사(Scanning)함으로써 표면의 초미세 형상(Morphology)을 제공하고 표면에 접근(Approach)했다가 후퇴(Retraction)하는 탐침바늘의 거동을 모니터링함으로써 힘곡선(Force Curve)을 나타낼 수 있다. 형상 파악을 통해 지지 지질층의 구조와 막 단백질이 지질층의 구조에 미치는 영향을 밝히는 연구가 진행되어 왔으며, 힘곡선을 통하여 지지 지질층 표면 특성-기계적 정전기적 특성-에 대한 연구가 진행되었다. 본 총설에서는 원자힘현미경을 이용하여 현재까지 진행된 지지 지질층의 구조와 표면 특성 연구에 대하여 소개하고 향후 연구 진행 방향에 대하여 논의하고자 한다.

나노/마이크로 인덴터와 AFM을 이용한 스퀴즈 캐스트 A356 합금의 시효경화특성 평가 (Evaluation of Age-Hardening Characteristics of Squeeze-Cast A356 Alloy by Using Micro/Nano Indenter with AFM)

  • 윤성원;김현일;강충길
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1398-1401
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    • 2005
  • The nano/microstructure, the aging response (in T5 heat treatment), and the mechanical/tribological properties of the eutectic regions in squeeze-cast A356 alloy were investigated using nano/micro-indentation and mechanical scratching, combined wit optical microscopy and atomic force microscope(AFM). Most eutectic Si crystals in the A356 alloy showed a modified morphology as fine-fibers. The loading curve for the eutectic region was more irregular than that of the primary Al region due to the presence of various particles of varying strength. In addition, the eutectic region showed lower pile-up and higher elastic recovery than the primary Al region. The aging responses of the eutectic regions in the squeeze-cast A356 alloys aged at $150^{\circ}C$ for different times(0, 2, 4, 8, 10, 16, 24, 36 and 72 h) were investigated. As the aging time increased, acicular Si particles in the eutectic regions gradually came to a fine structure. Both Vickers hardness ($H_V$) and indentation ($H_{IT}$) test results showed almost the same trend of aging curves, and the peak was obtained at the same aging time of 10 h. A remarkable size-dependence of the tests was found. The friction coefficient for the eutectic region was lower than that for the primary Al region.

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불소 표면 개질 고분자 분리막의 제조와 노블가스 분리특성 (Fabrication of Fluorinated Polymeric Membranes and Their Noble Gas Separation Properties)

  • 김기범;윤국로
    • 공업화학
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    • 제21권4호
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    • pp.475-478
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    • 2010
  • 불소화 반응을 통하여 PDMS을 질소 분위기 하에서 $50{\sim}2000\;{\mu}mol/mol$ 농도의 불소 가스($F_2$)를 사용하여 직접적인 방법으로 복합막 표면개질을 하였고 이를 OM (Optical Microscope), AFM (Atomic Force Microscope), SEM (Scanning electron microscope), FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy)을 측정하여 막 표면을 연구하였고 GC (Gas chromatography)로 혼합 노블가스의 기체 거동을 조사하였다. 다양한 노블 혼합 가스를 사용하여 표면 개질된 PDMS 멤브레인의 선택도가 50% 향상 되었다.

스테인리스 망의 전기화학 폴리싱(ECP) 조건에 따른 가공 특성 (Machining Characteristics according to Electrochemical Polishing (ECP) Conditions of Stainless Steel Mesh)

  • 김욱수;박정우
    • 한국기계가공학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.41-48
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    • 2015
  • Stainless steel mesh has been used as a filter in various fields, including domestic, medical, etc. However, the surface before machining may have an adverse effect the product quality and performance because it is not smooth. Especially, adsorbed impurities in the surface result in difficulty in cleaning. Therefore, in this paper, we propose an improved surface quality through electrochemical polishing (ECP). Two electrodes, composed of STS304 (anode) and copper (cathode) underwent machining with two conditions according to polishing time and current density. As the polishing time and current density increase, the surface of curvature decreases, and roughness and material removal rate (MRR) improves. The machined surface roughness and image were obtained through the atomic force microscope (AFM) and stereoscopic microscope. The study also analyzed hydrophilic effect through contact angles. This obtains corrosion resistance, smoothness, hydrophilic property, etc.

분자정역학 기법을 이용한 초미세 절삭특성에 관한 고찰 (Investigation of ultraprecision machining characteristics by molecular statics simulation method)

  • 정구현;이성창;김대은
    • 한국정밀공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.122-129
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    • 1997
  • Machining technology has emerged to the point of performing atomic-scale fabrication. In tail paper atomic-scale machining characteristics are investigated by using Molecular Statics simulation method. The cutting model used in this work simulates machining with tools such as an AFM. It is shown that built-up edge formation and cutting forces depend on tool tip geometry. Also, the material flow during cutting is shown for various cutting conditions such as depth of cut, rake angle, and edge radius of tool.

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Nanoparticle Manipulation Using Atomic Force Microscope and X-Y Stage

  • Liu, T.S.;Wen, B.J.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.1542-1546
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    • 2003
  • Nanotechnology is an important challenge, for which nanoparticle manipulation plays an important role in the assembly of nano elements. In this study, the dynamic equation of system plant is established by van der Waals force, friction, capillary forces etc. To push nanoparticles, strain gauges are used as sensors to actuate an X-Y stage in an atomic force microscopy system. A strategy of pushing nanoparticles is developed based on sliding mode control. Moreover, afuzzy controller is responsible for compensating tip-particle contact loss according to feedback signals of a laser-detector system. According to position control result, experimental results of gold nanoparticle manipulation are presented.

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압입속도의 변화에 따른 탄성계수와 경도의 오차 연구 (The Measurement Errors of Elastic Modulus and Hardness due to the Different Indentation Speed)

  • 이규영;이찬빈;김수인;이창우
    • 한국진공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.360-364
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    • 2010
  • 나노 소재의 물성을 측정하기 위하여 대부분의 연구 그룹에서는 크게 두 가지 분석 기법인 분광학을 이용한 분석과 나노트라이볼로지를 이용한 분석을 사용하고 있다. 분광학을 이용한 분석에는 NMR (Nuclear Magnetic Resonance), IR (Infrared Spectroscopy), Raman 등이 대표적이라 할 수 있고, 나노트라이볼로지를 이용한 분석에는 AFM (Atomic Force Micro-Scope), EFM (Electrostatic Force Microscope), KFM (Kelvin Force Microscope), Nanoindenter 등의 탐침을 이용한 측정 기법이 대표적이다. Nanoindenter는 물질의 탄성 및 경도를 측정 할 수 있으며 이를 통해 물질의 특성을 연구 하는 데에 사용된다. 그러나 이런 Nanoindenter의 압입 실험에서 압입 조건 등의 통제 변수가 다르면 그 결과 값도 바뀌는 것을 볼 수 있는데 본 실험에서는 이런 압입 조건 중 Load - Hold - Unload force의 속도 및 시간을 변화시켜 물질의 탄성계수와 경도가 어떠한 차이를 가지는지 연구하였다.

SPM을 이용한 Si 표면위에 플라즈마 처리된 소수성 박막의 나노 트라이볼로지적 특성 연구 (Nanotribological characteristics of plasma treated hydrophobic thin films on silicon surfaces using SPM)

  • 윤의성;박지현;양승호;한흥구;공호성;고석근
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2001년도 제34회 추계학술대회 개최
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    • pp.35-42
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    • 2001
  • Nanotribological characteristics between a Si$_3$N$_4$ AFM tip and hydrophobic thin films were experimentally studied. Tests were performed to measure the nano adhesion and friction in both AFM(atomic force microscope) and LFM(lateral force microscope) modes in various ranges of normal load. Plasma-modified thin polymeric films were deposited on Si-wafer (100). Results showed that wetting angle of plasma-modified thin polymeric film increased with the treating time, which resulted in the hydrophobic surface and the decrease of adhesion and friction. Nanotribological characteristics of these surfaces were compared with those of other hydrophobic surfaces, such as DLC, OTS and IBAD-Ag coated surfaces. Those of OTS coated surface was superior to those of others, though wetting angle of plasma-modified thin polymeric film is higher.

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