그래 핀의 각 탄소 바카라 규칙의 특성의 차이에 대한 세계 최초의 관찰

나노 물질에 포함 된 요소가 동일하더라도, 그들의 특성은 일반적인 요소와 크게 다를 수 있습니다 이는 나노 기술에 사용되는 재료가 매우 작고 특성은 가장자리와 표면에 존재하는 특수 상태의 바카라 규칙에 의해 지배되기 때문입니다 따라서, 비정상적인 특성 (전자 상태)을 하나씩 검사함으로써 나노 디바이스의 기능을 예측하고 검증하는 방법을 개발하는 것이 바람직했다

이 연구 그룹은 새로운 전자 현미경을 사용하여 개별 바카라 규칙의 시각화와 원소 분석을 실현하는 연구를 수행하고 있습니다 그러나, 다른 유형의 요소를 구별 할 수는 있지만, 아무도 동일한 요소이지만 다른 특성을 갖는 바카라 규칙를 구별 할 수 있다는 것을 아무도 깨닫지 못했습니다 이는 바카라 규칙의 상세한 분광법을 수행 할 때 충분히 높은 해상도와 감도가 달성되지 않았기 때문입니다

따라서, 개별 바카라 규칙를 식별하고 그들의 특성을 식별하는 것이 나노 기술의 발달의 핵심이었다

이 연구 그룹은 세계에서 가장 높은 감도를 갖는 전자 현미경을 개발하여 그래 핀의 구조를 자세히 조사하는 데 사용했습니다 결과적으로, 그래 핀의 가장자리에 존재하는 바카라 규칙는 일반적인 탄소 바카라 규칙와 완전히 다른 특성을 갖는다전극 에너지 손실 분광법^{참고 2)}의 결과에서 공개됩니다 전자 빔 에너지 손실 분광법을 사용하여 바카라 규칙의 상세한 전자 상태를 성공적으로 조사한 것은 세계에서 처음입니다

그래 핀의 탄소 바카라 규칙는 육각형 네트워크 구조를 가지기 때문에 일반적으로 3 개의 인접한 탄소 바카라 규칙에 결합됩니다 그러나, 동일한 탄소 바카라 규칙가 동일하더라도, 그래 핀의 가장자리에 존재하는 탄소 바카라 규칙는 2 개 또는 때로는 하나의 인접한 탄소 바카라 규칙를 가질 수있다 (도 1) 따라서, 이러한 탄소 바카라 규칙는 다른 특성 (전자 상태)을 갖는다 전자 빔 에너지 손실 분광법을 사용하여 스펙트럼 미세 구조를 관찰함으로써, 동일한 요소에 대한 특성의 차이를 자세히 조사 할 수있다 그러나,이 방법은 지금까지 벌크 (많은 탄소 바카라 규칙)에 사용되었으며, 단 하나의 탄소 바카라 규칙의 미세 구조는 측정되지 않았다

이 연구 그룹은 JST Crest Project구형 수차^{참고 3)}and5 차 기하학적 수차^{참고 4)}| 동시에 델타 형 수차 조정기를 포함하는 전자 현미경을 사용하여 전자 빔 에너지 손실 분광법의 감도는 종래의 거의 10 배로 개선되었습니다 또한, 전자 빔의 가속 전압을 낮게 사용하여 (여기서 60kV (kilovolts))를 유지함으로써, 우리는 분석 중 (샘플 손상) 동안 바카라 규칙 손실 현상을 억제하는 데 성공했습니다 (그림 2 및 3)

그리고 그들은 그래 핀의 가장자리에서 각각의 탄소 바카라 규칙로부터 전자 에너지 손실 분광법을 수행하는 데 성공했으며, 1) 가장자리의 탄소 바카라 규칙는 정상 탄소 바카라 규칙와 다른 전자 상태를 가지고 있음을 밝혀냈다

이 실험의 결과는 가장자리의 탄소 바카라 규칙가 전자 장치로 그래 핀을 적용 할 때 큰 영향을 미친다는 것을 시사한다 반대로, 가장자리에서 탄소 바카라 규칙의 고유 한 특성을 활용하여 새로운 기능으로 그래 핀 장치를 고안 할 수도 있습니다

또한이 방법은 광범위한 방식으로 적용될 수 있습니다 문제의 요소는 탄소 바카라 규칙에만 국한되지 않습니다 예를 들어, 다양한 특성과 실리콘 바카라 규칙의 혼합물을 함유하는 도핑 된 실리콘 및 비정질 실리콘은 태양 전력 생성을위한 필수 재료이지만 바카라 규칙 수준에서 실리콘 바카라 규칙의 특성이 광전자 전환에 어떤 영향을 미치는지 조사 할 수 없었습니다 광학 전기 변환에 크게 기여하는 전자 실리콘 상태를 설명 할 수 있다면보다 효율적인 장치 개발에 대한 지침을 제공 할 수 있습니다 또한, 전이 금속 등을 사용하여 촉매 반응에서 반응성 및 비 반응성 바카라 규칙를 식별함으로써, 반응의 메커니즘을 상세하게 이해하고보다 효율적인 반응을 설계 할 수있다

또한, 환경에 영향을 미치는 유해한 금속 요소는 또한 바카라 규칙에서 분석 될 수 있습니다 예를 들어, 환경 오염 물질 인 육각형 크롬 및 육각형 망간과 같은 유해한 금속은 산화 횟수를 변경하여 더 무해한 저 산화 금속이되기 위해 산화의 수를 변경할 수 있지만,이 기술을 사용하여 개별 바카라 규칙에서 유해함을 모니터링하고 살아있는 물질 반응성을 세부적으로 검사하는 데 유용하다고 생각됩니다

일반적으로, 유기 합성은 탄소의 반응성을 사용하여 완전히 새로운 특성을 갖는 유익한 화합물을 생성한다 노벨 화학상 인 Fukui Kenichi 박사와 Roald Hoffmann은 프론티어 분자 궤도 이론이 이론적으로 유기 분자의 어느 부분이 반응 할 가능성이 가장 높은지 예측할 수 있음을 보여주었습니다 여기서, 여기에 표시된 것처럼 각 바카라 규칙의 특성을 이해할 수있는 분석 기술을 사용하여 이론적 계산을 사용하지 않고 바카라 규칙의 반응 위치를 직접 측정하는 것은 꿈이 아닙니다 예를 들어, 이론적 계산에 적합하지 않은 거대 분자 시스템에서 반응을 직접 관찰 할 수 있다면, 거대한 단백질의 합성 또는 새로운 약물 설계에 사용될 수 있습니다

참고 1) 그래 핀

이 새로운 재료는 2010 년 노벨 물리학상에 의해 연구되었으며, 한쪽에 탄소 바카라 규칙가 포함되어 16 각형 메쉬 구조를 취합니다[참조로 돌아 가기]

참고 2) 전자 빔 에너지 손실 분광법

고성능 전자 현미경과 결합 될 때 샘플에서 원소 및 상태 분석을 허용하는 분광법 입사 전자 빔의 에너지 손실을 측정하십시오 Monatomics의 원소 분석은 2000 년 수석 연구원 Suenaga 및 기타에 의해 세계에서 처음으로 실현되었지만, 지금까지는 Monatomic State Analysis가 실현되지 않았습니다 원소 분석은 특정 손실을 겪는 전자 만 계산하면 필요하지만 상태 분석의 경우 미세 구조라는 세부 스펙트럼을 얻어야하며 지금까지는 하나의 바카라 규칙에서 미세 구조를 얻기 위해 감도를 달성 할 수 없었습니다[참조로 돌아 가기]

주 3) 구형 수차

수용은 이상적인 이미지 형성과 실제 이미지 형성의 차이를 말합니다 전자 현미경의 해상도는 "입사 전자의 가속 전압"과 "렌즈의 구형 수차"의 두 가지 점에 의해 결정됩니다 구형 수차 보정은 대물 렌즈의 수차 (구형 수차)를 교정하여 전자 현미경의 해상도를 개선하고 가속 전압을 증가시키지 않으면 서 해상도를 개선 할 수있는 새로운 기술입니다 구형 수차는 3 차 기하학적 수차 중 하나입니다[참조로 돌아 가기]

참고 4) 5 차 기하학적 수차

구형 수차 보정에 노출 된 전자 현미경의 공간 분해능을 제한하는 요인, 전자 현미경에서 구형 수차를 수정 한 후 남은 수차 중 하나 다섯 번째 순서 기하학적 수차는 6 배 대칭 비점을 생성합니다 따라서이 5 차 기하학적 수차를 줄이고 수정하면 전자 현미경의 해상도가 더욱 향상됩니다[참조로 돌아 가기]