• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.256-259
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• 2004

[ $V_2O_5$ ] 나노선의 구조 분석을 위해 STM(Scanning Tunneling Microscopy)과 TEM(Transmission Electron Microscopy)을 이용하여 단일 $V_2O_5$ 나노선의 이미지를 얻었다. $V_2O_5$ 나노선은 상온에서 ammonium metavanadate$(NH_4VO_3)$와 양이온 교환수지$(DOWEX50{\times}8-100)$를 2차 증류수에 섞어 합성하였다. STM 시료는 3-APS(3-aminopropyltriethoxysilane)를 전 처리한 실리콘 기판에 $V_2O_5$ 나노선을 올려 만들었고, TEM 시료는 200 mesh/copper 그리드에 침전시켜 준비하였다. STM과 TEM의 결과로부터 $V_2O_5$ 나노선의 기하학적 단면이 $1.5nm{\times}10nm$에 거의 근사하는 것을 확인하였으며 두 이미지의 비교를 통해 $V_2O_5$ 나노선의 표면상태에 대해 논의하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.307-307
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• 2011

Graphene is the hottest topic in condensed-matter physics due to its unusual electronic structures such as Dirac cones and massless linear dispersions. Graphene can be epitaxially grown on various metal surfaces with chemical vapor deposition processes. Such epitaxial graphene shows modified electronic structures caused by substrates. Here, local geometric and electronic structures of graphene grown on Ru(0001) will be presented. Scanning tunneling microscopy (STM) and spectroscopy (STS) was used to reveal energy dependent atomic level topography and position-dependent differential conductance spectra. Both topography and spectra show variations from three different locations in rippled structures caused by lattice mismatch between graphene and substrate. Based on the observed results, structural models for graphene on Ru(0001) system were considered.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.108-108
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• 2011

Organometallic complexes containing unpaired spins, such as metalloporphyrin or metallophthalocyanine, have extensively studied with increasing interests of their promising model systems in spintronic applications. Additionally, the use of these complexes as an acceptor molecule in chemical sensors has recently received great attentions. In this presentation, we have investigated adsorption of nitric oxide (NO) molecules at Co-porphyrin molecules on Au(111) surfaces with scanning tunneling microscopy and spectroscopy at low temperature. At the location of Co atom in Co-porphyrin molecules, we could observe a Kondo resonance state near Fermi energy in density of states (DOS) before exposing NO molecules and the Kondo resonance state was disappeared after NO exposing because the electronic spin structure of Co-porphyrin were modified by forming a cobalt-NO bonding. Furthermore, we could locally control the chemical reaction of NO dissociations from NO-CoTPP by electron injections via STM probe. After dissociation of NO molecules, the Kondo resonance state was recovered in density of state. With a help of density functional theory (DFT) calculations, we could understand that the modified electronic structures for NO-Co-porphyrin could be occurred by metal-ligand hybridization and the dissociation mechanisms of NO can be explained in terms of the resonant tunneling process via molecular orbitals.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.76-76
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• 2013

Scanning Tunneling Microscopy는 개인용컴퓨터가 보급되고, 저잡음 아날로그 칩들을 구할 수 있으며, 압전세라믹 기술이 발달하기 시작한 1981년 스위스 IBM Zurich 연구소에서 H. Rohrer와 G. Binnig 박사에 의하여 발명되었다. 이 발명 7~8년 이전 미국 표준연구원의 R. Young 박사도 비슷한 시도를 하였지만, 이 때는 제어할 수 있는 컴퓨터가 없었고, 조절 회로의 잡음 레벨도 컸으며, 역학적 진동도 커서 목적을 달성할 수 없었다. STM의 발명 후 32년이 지난 지금, 조절용 컴퓨터의 발전은 물론, 조절용 역되먹임 회로 또한 digital signal processor나 FPGA를 사용하는 형태로 변화하여 전기적 잡음도 현저히 감소하였다 [1,2]. 동시에 측정 에너지 해상도를 개선하기 위하여 세계적으로 여러 그룹이 장치를 1 K 이하에서 작동할 수 있게 제작하였고, 0.3 K에서 작동하는 상업용 제품도 등장하였다. 이 결과 에너지 해상도는 30 meV 에서 2~3 ${\mu}eV$ 감소하였고, 온도변화에 따른 측정 위치의 변화도 피할 수 있게 되었다. 터널링 검침의 화학적 성분을 흡착과 같은 방법으로 조절하여, 공간 해상도는 물론 에너지 해상도도 더욱 줄일 수 있게 되었고, 스핀에 민감한 터널링 제어도 가능하게 되었다. 이제는 금속, 반도체, 초전도체는 물론 분자, 거대분자, 나노 크기의 양자점등도 측정이 가능하게 되었다. 분자진동 측정이 가능하며, 분자의 성분 분석이 가능하게 되었고, 스핀의 전도와 관련된 제반 문제들을 연구할 수 있게 되었다. 지금부터 10년 동안에는 포논의 측정과 전자와 포논 exciton 등이 관여된 다체계 현상, 이들의 동역학적 현상이 측정 가능하게 되었다. 핵자기 공명도 시도되고 있으며 화학적 구명 및 원자들 사이의 결합도 측정 가능하게 될 것이다. 이제 STM은 초고 진공에서 작동하는 Atomic Force Microscopy와 함께 지금까지 고체물리학 실험 장치가 만들어 내지 못하던 새로운 결과를 도출해 낼 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.390-390
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• 2010

Superconducting proximity effects of Nb/Si(111) were investigated with scanning tunneling microscopy(STM) and scanning tunneling spectroscopy(STS). A highly-doped($0.002\;{\omega}{\diamondsuit}cm$) Si wafer pieces were used as substrate and Nb source was thermally evaporated onto the atomically clean silicon substrate. The temperature of the silicon sample was held at $600^{\circ}C$ during the niobium deposition. And the sample was annealed at $600^{\circ}C$ for 30 minutes additionally. Volmer-Weber growth mode is preferred in Nb/Si(111) at the sample temperature of $600^{\circ}C$. With proper temperature and annealing time, we can obtain Nb islands of lateral size larger than Nb coherence length(~38nm). And outside of the islands, bare Si($7{\times}7$) reconstructed surface is exposed due to the Volmer-Weber Growth mode. STS measurement at 5.6K showed that Nb island have BCS-like superconducting gap of about 2mV around the Fermi level and the critical temperature is calculated to be as low as 6.1K, which is lower than that of bulk niobium, 9.5K. This reduced value of superconducting energy gap indicates suppression of superconductivity in nanostructures. Moreover, the superconducting state is extended out of the Nb island, over to bare Si surface, due to the superconducting proximity effect. Spatially-resolved scanning tunneling spectroscopy(SR-STS) data taken over the inside and outside of the niobium island shows gradually reduced superconducting gap.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.645-645
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• 2013

Applying a first-principles computational approach combining density-functional theory and matrix Green's function calculations, we have studied the effects [2+2] cycloaddition olligormerization of fullerene $C_{60}$ chains on their junction charge transport properties. Analyzing first the microscopic mechanism of the switching realized in recent scanning tunneling microscope (STM) experiments, we found that, in agreement with experimental conclusions, the device characteristics are not significantly affected by the changes in electronic structure of $C_{60}$ chains. It is further predicted that the switching characteristics will sensitively depend on the STM tip metal species and the associated energy level bending direction in the $C_{60}-STM$ tip vacuum gap. Considering infinite $C_{60}$ chains, however, we confirm that unbound $C_{60}$ chains with strong orbital hybridizations and band formation should in principle induce a much higher conductance state. We demonstrate that a nanoelectromechanical approach in which the $C_{60}-STM$ tip distance is maintained at short distances can achieve a metal-independent and drastically improved switching performance based on the intrinsically better electronic connectivity in the bound $C_{60}$ chains.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.344-344
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• 2010

그라핀 나노리본은 독특한 전기적 특성으로 인하여 차세대 나노 소자용 신소재로 주목을 받고 있으며 리본의 폭과 가장자리 구조에 따라 여러 가지 다른 특성을 나타낸다고 알려져 있다. 우리는 Scanning Tunneling Microscopy(STM) 실험을 통하여 기울어진 6H-SiC(0001) 면 위에서 그라핀 나노리본의 성장 가능성을 조사하고 성장된 그라핀 나노구조의 가장자리에서 나타나는 구조에 대하여 연구하였다. 그라핀 성장의 초기 단계에서는 리본 형태의 그라핀 나노 구조를 볼 수 있었으나 그라핀 성장 과정을 거치면서 SiC 기판의 잘 정렬된 계단 구조가 망가져서 그라핀 나노리본 배열의 형성에는 한계가 있음을 확인할 수 있었다. 원자 수준의 STM 이미지를 통해서 그라핀 나노 구조의 가장자리에서 큰 육각형 형태의 양자 간섭 무늬를 관찰하였는데 이러한 형태는 흑연 위의 그라핀 나노 조각에 대한 연구에서 관찰된 것과 동일한 것으로 Armchair 형태의 가장자리 구조의 경우에 형성된다고 알려져 있다.[1] 이로부터 SiC(0001) 표면위에 형성된 그라핀 나노 구조의 경우에도 Armchair 형태의 가장자리 구조가 더 안정적임을 알 수 있었다. 이러한 구조의 국소 전자 구조에 대하여 알아보기 위하여 Scanning Tunneling Spectroscopy 측정도 함께 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.86-86
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• 2010

Water adsorption on Si(001)-c($4{\times}2$) surface is investigated at low temperature by using scanning tunneling microscope (STM) and ab initio pseudopotential calculations. $H_2O$ configurations of single and cluster of two molecules reveal "Y", "X" and "W" depressions as footprints on the surface. Atomic structures of $H_2O$ molecules, which are dissociatively adsorbed on the Si(001)-c($4{\times}2$) surface, are studied with simulated and STM images of the filled states. The generation processes of the growth configurations are systematically considered with elapsed time.

• Polymer Science and Technology
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• v.15 no.3
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• pp.363-373
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• 2004

1980년대 초, IBM의 과학자들에 의해 양자역학 현상에 기초한 새로운 현미경이 발명되었다. 뾰족한 금속 팁에 전압을 걸고 전도성 시료의 표면에 접근시키면, 팁이 표면에 접촉하기 직전에 터널링에 의한 전류가 흐르게 된다. 이 전류는 거리에 매우 민감해서 고체 표면에 배열된 원자들에 의해 형성되는 표면 굴곡 (surface corrugation)이 분간 가능하였다. 이 기계가 바로 STM (Scanning Tunneling Microscope)이다 (그럼 1). 이 발명이 있기까지의 약 2세기 가량의 시간 동안 "누구에 의해서도 결코 감지된 적 없는" (H. J. Robinson, Physics Today, March, 24, 1984.) 원자와 분자는 과학자들의 논리 속에 이론상으로 존재할 뿐이었다. STM의 발명으로 인해 인류는 바야흐로 개개의 원자와 분자를 직접적으로 감지할 수 있게 되었던 것이다. 처음으로 STM을 이용하여 원자해상도로 본 표면은 실리콘의 안정한 표면인 Si (111)-7${\times}$7 표면이었는데, 이러한 실리콘 표면의 STM 사진의 예를 그림 2에 나타내었다. (중략)타내었다. (중략)

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• v.1 no.3
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• pp.366-370
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• 2006

We investigated the negative differential resistance (NDR) property of self-assembled 4,4-di(ethynylphenyl)-2'-nitro-l-(thioacetyl)benzene ('nitro-benzene'), which has been well known as a conducting molecule [1], Self-assembly monolayers (SAMs) were prepared on Au (111), which had been thermally deposited onto pre-treated $(H_2SO_4: H_2O_2=3:1)$ Si, The Au substrate was exposed to a 1mM solution of 1-dodecanethiol in ethanol for 24 hours to form a monolayer. After thorough rinsing of the sample, it was exposed to a $0.1{\mu}M$ solution of nitro-benzene in dimethylformamide (DMF) for 30 min and kept in the dark during immersion to avoid photo-oxidation. Following the assembly, the samples were removed from the solutions, rinsed thoroughly with methanol, acetone, and $CH_2Cl_2$, and finally blown dry with $N_2$. Under these conditions, we measured the electrical properties of SAMs using ultra high vacuum scanning tunneling microscopy (UHV-STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS) [2]. As a result, we confirmed the properties of NDR in between the positive and negative region.