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나노부터 마이크로까지의 세계에서 온라인 바카라의 새로운 가능성 탐구

1마이크로미터는 1밀리미터의 1/1000입니다 1나노미터는 1밀리미터의 100만분의 1보다 더 작습니다
야스에 연구소는 이러한 미세한 세계에서 물질의 "표면"을 관찰하고 사진을 찍는 기술을 개발했습니다 우리는 이 지식을 살려 '박막'의 특성을 탐구하는 연구를 진행하고 있습니다

표면 현미경 분야의 세계적인 권위자인 바우어 박사 밑에서 연구했습니다
사물의 표면을 관찰하는 메커니즘은 무엇입니까?

전자현미경은 빛 대신에 전자빔으로 시료를 조명하고 관찰을 위해 온라인 바카라지를 확대하는 장치입니다 투과전자현미경TEM고속 = 고에너지 전자가 샘플(관찰하려는 물질)을 통과할 때 형성된 온라인 바카라지를 관찰합니다

이 전자빔이 느리게(낮은 에너지) 만들어지면 전자는 샘플을 통과하지 않고 되돌아오므로 샘플 표면을 관찰할 수 있습니다 이 메커니즘을 활용한 저에너지 전자현미경LEEM현재 널리 사용되고 있는 LEEM은 표면현미경 분야의 세계적인 권위자입니다박사 에른스트 바우어에서 개발한 것을 기반으로 합니다 LEEM은 온라인 바카라 1개=01나노미터만큼 작은 단차도 관찰할 수 있는 전자현미경이다

야스에 교수와 함께코시카와 다카노리 명예교수(우리대학) Bower 박사의 멘토링을 받았습니다 두 연구원은 LEEM에 기능을 추가해 2010년 고휘도, 고스핀 편광 저에너지 전자현미경(고휘도, 고편광)으로 개발했다SPLEEM)

여기서 중요한 것은 샘플에 부딪히는 전자의 특성입니다 전자는 오른쪽이나 왼쪽으로 회전하는데, 이것을 "스핀"이라고 합니다 시계 방향 회전을 '상향 회전', 반시계 방향 회전을 '하향 회전'이라고 하며 그 비율은 동일합니다 "상향 스핀"과 "하향 스핀"은 서로 상쇄되지만 둘 중 하나가 더 많으면 재료에 자성이 있습니다 예를 들어, 인체는 위쪽으로 회전하는 횟수와 아래쪽으로 회전하는 횟수가 동일하므로 자석이 몸에 달라붙지 않습니다 철은 위로 향하는 스핀이 더 많기 때문에 자석이 철에 달라붙는 것, 즉 자성을 가지고 있습니다

세상에 둘! 스핀 분극 속도 및 각도 제어
재료의 자구를 고속 온라인 바카라지로 촬영할 수 있는 표면 현미경 개발

일반적으로, 동일한 수의 전자 스핀의 방향을 인위적으로 바이어스할 수 있다면 전자빔을 자성으로 만드는 것이 가능합니다 이 편향된 스핀의 비율을 분극률이라고 합니다 그때에,스핀 분극률30% 이상,나고야대학교 연구팀분극율 90% 달성에 성공했습니다 이 기술을 LEEM과 결합해 야스에 교수와 고시카와 하지메 교수는 바우어 박사와 함께 고휘도, 고편광 SPLEEM을 공동으로 연구 개발했다

SPLEEM은 분극 전자를 적용하여 온라인 바카라만큼 두꺼운 자기 도메인을 관찰할 수 있습니다 고휘도 및 고편광 SPLEEM의 장점은 다음과 같습니다프레임 속도 50fps영상보다 빠른 속도로 온라인 바카라지를 캡쳐하여 자구가 형성되는 과정을 실시간으로 관찰할 수 있습니다 또한, 자구의 방향을 3차원적으로 포착하기 위해서는 시료에 대한 스핀의 각도를 자유롭게 변화시킬 필요가 있습니다 이 작업에는 두 가지 장비가 필요했습니다3D 스핀 조작기을 도입하여 SPLEEM을 더욱 컴팩트하게 만들었습니다

고휘도, 고편광 SPLEEM은 2015년 학술대회에서 발표되었을 때 많은 주목을 받았고, 중국의 요청에 부응하여 또 하나를 만들었습니다 세계의 이 두 대의 표면현미경은 나노세계의 최첨단을 계속해서 조사하고 있습니다