1. 이미지 능력- 측정 속도, 측정 방향, 시료 두께에 상관없이 어떠한 측정환경에서도 이미지 왜곡 없음
- 측정 Z Resolution: 0.01nm 이하
- Out-of-plane curvature: 1nm 미만 (수직방향/소프트웨어 보정 없이, 80㎛ (scanner full size의 80%)
2. 기본 장비 사양 및 성능
1) 컨트롤 시스템 - CPU & 메인 메모리 : Intel Core 12세대 i5-12500(3.0GHz,18M/10nm), 16GB RAM(DDR5)
- 저장장치: SSD(삼성 970Pro 512GB Nvme 1st), 2TB Hard Drive 2nd
- 그래픽: Geforce GT1030 2GB
- 운영체계: 윈도우 11 Professional downgrade 윈도우 10 Professional 64bit
- X/Y/Z 컨트롤 회로: 3축 모두 Closed-loop Feedback 위치제어
- DSP 제어: 600 MHz DSP Control (4,800 MFLOPS)
- Electrical Controller: 20 bit DAC for x,y,z scanner positioning,
24 bit ADC for x,y,z position sensor,
Digital Q control.
- 듀얼 23인치 LCD 모니터
- 7개의 입력단과 3개의 출력단이 하나의 보드에 장착
- 외부 신호와의 동조를 위한 End-of-pixel, end-of-line, end-of-frame, cantilever modulation과 bias modulation 등 5개의 TTL 신호 출력단이 있음
- 컴퓨터 / 컨트롤러 통신: TCP/IP
- Warranty: 1년 무상 보증
2) AFM 스테이지 / 헤드 / 스캐너
- 최대 샘플 크기: 20mm x 20mm x 20mm(X,Y,Z) / 4개까지 장착 가능(Multi sample chuck)
- 최대 샘플 중량: 500g
- 샘플 이동거리(XY): 최대 105mm x 40mm (고정밀 모터 스테이지)
- 최대 100㎛ 수평(XY) 스캐너: Closed-loop Feedback 제어
* 수평(XY) 측정영역: 최대 100㎛ x 100㎛
* Out-of-plane curvature: 1nm미만 (수직방향/소프트웨어 보정 없이, 80㎛ 측정 시)
- 분리형 수직(Z) 스캐너
* 수직(Z) 측정 영역: 최대 15㎛
- 분리형 수직(Z) 스테이지 이동: 22mm
- Z Resonant Frequency: 9KHz
- 캔틸레버 변형의 검출 방식: SLD(Super Luminescent Diode) 이용
* 파장: 830nm(Coherent Length : 50㎛ 미만)
- 캔틸레버 진동 주파수 : 16Hz to 5MHz
- 측정 Resolution: 0.01nm 이하
- SPM 측정 기능 :
* Standard Modes
Supports standard AFM/SPM modes without additional software/hardware option
- True Non-contact mode, Tapping mode and Phase imaging
- Contact mode and LFM(Lateral Force Microscopy)
- F/d(Force/distance) spectroscopy and Force volume imaging
- PinPoint nanomechanical mode: Includes PinPoint imaging
- Active Q-control
- Spring constant calibration by thermal vibration method
* Advanced Modes
Performs advanced AFM modes without additional software/hardware option
- Electrostatic force microscopy(EFM)
- Kelvin probe force microscopy(KPFM)
- Sideband KPFM
- Piezoelectric force microscopy(PFM)
- Contact-Resonance(CR) PFM
- Magnetic Force microscopy(MFM)
- Force modulation microscopy(FMM)
- Nano-indentation
Performs advanced AFM modes with additional software/hardware option
- Dual Frequency Resonance Tracking(DFRT) PFM
- Nano-lithography
- Scanning Capacitance microscopy(SCM)
- Liquid imaging using Liquid Probehand
- Scanning Ion Conductance microscopy(SICM)
- 비디오 광학 현미경: 수직(Z) 스캐너 축에 일치 (CCD 카메라 장착)
* 이동 가능 거리 : 3mm x 3mm
* 해상도 : 5.1M pixel (10X objective lens)
* 디지털 인터페이스 : IEEE 1394
* 관찰 영역 : 840㎛ x 630㎛
* Includes integrated software-controlled white LED illumination
3) 시스템 성능
- X/Y/Z 스캔 제어: 하드웨어 Closed-loop Feedback 제어
- Tip / 시료 접근: 5 Phase 스텝 모터 구동
* Backlash-free harmonic gear reduction
- 레이저 빔 정렬: 광학 경로에 방해물 없어서 캔틸레버에 손쉽게 자동으로 정렬 - 캔틸레버 교환: Automatic Tip Exchange (ATX) 기능을 이용하여 미리 장착된 카세트에 있는 캔틸레버의 QR Code를 인식하여 이미 사용한 캔틸레버와 자동으로 교환
- 도브테일 헤드 마운트: 레일을 따라 이동함으로써 탈착 용이
- Step-and-Scan 기능
* 사용자 지정 좌표들에서의 시료 표면 형상 자동 측정 기능.
* 진행순서 ① 이미지 측정, ② 캔틸레버를 위로 올림, ③ 다음 측정 위치로 이동, ④ 캔틸레버를 시료에 접근, ⑤ 재측정.
4) 소프트웨어
- 데이터 수집/분석
* 윈도우 기반 데이터 수집 및 이미지 처리
* 기울기 및 굴곡 실시간 자동 보정
* 동시에 최대 16 이미지를 얻음
* 데이터 파일 형식: TIFF / PNG / JPEG / Text files
* 측정 이미지 크기: 64x64, 128x128, 256x256, 512x512, 1024x1024, 2048x2048, 4096x4096
* Auto Mode: 측정 속도, 픽셀, 스캔 크기만 입력하여 측정 가능
- 이미지 처리
* 푸리에 Power Spectrum 편집
* Low Pass Filter / 보정
* 1차-2차 다항식 곡선 근사
- 데이터 분석
* 라인 및 면적의 위치를 사용자가 직접 선택
* 라인 분석: Height(Min, Max, Mid, Mean, Range, RMS), Line Width, Angle, Line profile, Power Spectrum, Line Histogram
* 면적 분석: Height(Min, Max, Mid, Mean, Range, RMS), Average Roughness, Grain Size Analysis, Histogram
* Automatic flattening 기능 탑재
- 프리젠테이션
* 사용자가 채색을 직접 선택
* 동시에 여러 개의 이미지 표시
* 3-D 이미지 표시 및 서로 다른 이미지 중첩 표시
- 한글 지원
3. Phase Imaging
1) Topography / Phase 동시 측정
2) 사용자가 윈도우 화면에서 구동주파수 직접 선택(0 ~ 3 MHz)
3) 샘플의 모든 위치에서 Phase 및 Amplitude Spectroscopy 측정
4) True Non-Contact Mode에서 측정
5) Phase 측정 해상도: ± 0.01°
6) Phase 범위: -10V (-180 degree) ~ +10V (+180 degree)
7) Oscillator 방식: 캔틸레버 modulation
8) 적용 Mode: True Non-Contact AFM, MFM, FMM, EFM
4. Lateral Force Microscopy(LFM)
1) Topography와 동시에 측정
2) 캔틸레버의 측방향 비틀림을 이용하여 시료의 lateral force를 측정하여 비균질성 및 경계면 효과에 의한 표면마찰 분석
3) 적용 Mode: Contact AFM
5. Force vs. Distance Curve
1) 수직(Z) 스캐너의 거리에 따른 샘플 표면과 Tip 사이의 힘을 측정하여 F/d Curve 도출
2) 이미지상에서 사용자가 임의로 선택한 (x, y) 좌표에서 F/d Curve 측정

6. Electrostatic Force Microscopy(EFM), Electrostatic Force Modulation Microscopy, Scanning Kelvin Probe Microscopy and Piezoelectric Force Microscopy
1) 시료표면의 전위, 정전하 분포, Piezoelectric 응답분광, Piezoelectric 힘 분포 및 전하분포 측정
2) Lock-in Amplifier 사용
3) Topography와 EFM, KPFM, PFM 등을 동시 측정
4) Frequency range : DC ~ 3MHz
7. 액티브 진동차단 시스템과 표준 일체형 차폐장치
1) 액티브 진동 상쇄 (주파수 범위: 1Hz ~ 1,000Hz)
2) 차단 수준 < -40 dB (10Hz ~ 1,000Hz)
3) 최대 중량: 300 kg
4) 표준 일체형 차폐장치로 음향 노이즈와 빛 노이즈를 차단하여 최상의 측정환경 조성
5) 압축 공기는 불필요
6) 외곽 치수: 700mm x 800mm x 1,345mm(W x D x H)