보이지 않는 미시세계에서 cm(센티미터)부터 nm(나노미터)까지 자유자재로 해상도를 변화시키는 융합현미경이 KRISS 연구원 창업기업 ㈜모듈싸이에서 개발됐다.
현미경은 크게 가시광선을 사용하는 광학현미경과 전자 빔을 사용하는 전자현미경으로 구분된다. 광학현미경은 컬러 이미지 및 3차원 정보를 볼 수 있지만 마이크로미터(μm) 미만의 해상도를 제공하지 않는다. 또한 전자현미경은 나노미터(nm)급의 고해상도 정보를 통해 원소단위의 정보를 알 수 있지만, 이미지가 흑백이라는 단점이 있다.
기존에는 이미지 정보를 다양하게 얻기 위하여 광학현미경과 전자현미경에 시료를 옮겨가며 관찰하였다. 이 경우 시간·공간적 효율이 떨어짐은 물론 이동 과정에서 시료가 손상될 가능성도 있다.
연구진은 렌즈의 형태를 간섭하지 않는 형태로 재설계하여 물리적 제약을 극복했으며, 전자제어계와 소프트웨어 등의 필수요소까지 통합함으로써 빛과 전자로 동시에 관찰하는 현미경을 구현하였다.
광전자 융합현미경은 특히 반도체나 디스플레이 공정에서 불량품을 검출하는 데 효과적으로 사용할 수 있다. 먼저 광학 파트를 통해 마이크로 수준에서 결함이 의심되는 곳을 컬러로 파악한 후, 동시에 전자 파트로 나노 수준까지 성분을 정밀 관찰한다면 검출의 정확도를 향상시키고 소요시간을 크게 단축할 수 있다.
2019년에는 KRISS의 독자적인 광학계, 전자총 원천기술을 융합한 ‘초고속·초고분해능 광전자 융합현미경’을 선보일 예정이다.
서울경제 파퓰러사이언스 편집부 / 장순관 기자 bob0724@naver.com
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