머리말 ... 1
제1장 원자나 분자를 관찰하고, 움직이고, 조립하는 꿈
   1.1. 한 개의 원자나 분자를 '관찰한다' ... 10
   1.2. 원자나 분자의 성질을 '측정한다' ... 11
   1.3. 원자나 분자를 '제어한다' ... 13
   1.4. 원자나 분자를 '움직인다' ... 14
   1.5. 원자나 분자를 '조립한다' ... 15
   1.6. 20세기의 과학자의 꿈과 21세기의 장미빛 꿈 ... 16
제2장 21세기의 악몽
   2.1. 서론 ... 22
   2.2. 반도체디바이스의 '성장한계' ... 22
   2.3. 지구의 위기와 인류의 위기 ... 25
제3장 21세기의 신산업혁명
   3.1. 서론 ... 28
   3.2. 마이크로화의 진행과 표면의 중요성 ... 28
   3.3. 원자·분자의 과학 및 기술 시대의 개막 ... 29
   3.4. 나노머신(미세기계)의 꿈 ... 31
   3.5. 21세기의 빛과 어둠의 싸움 ... 33
   3.6. 21세기의 나노테크놀로지 개발경쟁 ... 34
제4장 작은 탐침을 주사하는 새로운 현미경(SPM의 원리)
   4.1. 서론 ... 38
   4.2. 렌즈를 사용하는 종래의 현미경 ... 39
   4.3. 주사형터널현미경(STM)이란? ... 43
   4.4. 원자간력현미경(AFM)이란? ... 45
   4.5. 주사형 근접장광학현미경(SNOM)이란? ... 47
   4.6. 주사형탐침현미경(SPM)이란? ... 49
제5장 STM으로 무엇이 관찰되는가?(STM의 원리)
   5.1. 터널효과라는 것은? ... 52
   5.2. 전자의 상태밀도라는 것은? ... 52
   5.3. 비탄성 터널이란? ... 55
제6장 AFM으로 무엇이 관찰되는가?(AFM의 원리)
   6.1. 지레 변위의 측정 방법 ... 60
   6.2. 지레 선단에 작용하는 힘 벡터의 성분과 지레의 변위 ... 62
   6.3. 접촉상태에서 작용하는 수직항력과 마찰력 ... 62
   6.4. 포스·커브란? ... 65
   6.5. 접촉상태에서의 측정량 ... 67
   6.6. 비접촉 상태에서의 측정량 ... 68
제7장 STM의 요소기술
   7.1. 서론 ... 76
   7.2. 전류 측정법 ... 77
   7.3. 미동 기구 ... 77
   7.4. 조동 기구 ... 78
   7.5. 탐침 제작 방법 ... 82
   7.6. 제진 기구 ... 82
제8장 SPM의 3차원 공간분해능을 생각하는 법
   8.1. 수직분해능 ... 92
   8.2. 수평분해능 ... 92
   8.3. 감쇠거리 ... 94
제9장 STM이나 AFM으로 원자나 분자를 관찰한다(원자분자 관찰)
   9.1. 서론 ... 98
   9.2. 표면 재구성 ... 98
   9.3. 반도체의 원자를 관찰한다 ... 102
   9.4. 금속의 원자를 관찰한다 ... 111
   9.5. 절연체의 원자를 관찰한다 ... 113
   9.6. 분자나 바이어 재료를 관찰한다 ... 113
제10장 STM이나 AFM으로 원자·분자 레벨의 물성을 측정한다(원자분자 계측)
   10.1. 서론 ... 124
   10.2. STM으로 일함수를 측정한다 ... 124
   10.3. STM으로 전자의 상태밀도를 관찰한다 ... 126
   10.4. AFM으로 원자간력을 측정한다 ... 131
      10.4.1 AFM으로 Si(111)7×7의 댕글링본드를 3차원 매핑한다 ... 132
      10.4.2 AFM으로Si(111)$$sqrt 3$$×$$sqrt 3$$-Ag 표면을 3차원 매핑한다 ... 135
      10.4.3 AFM으로 Si(100)2×1과 Si(100)2×1:H를 비교한다 ... 139
      10.4.4 AFM으로 Si(100)2×1 다이머 결함 주변의 뒤틀림을 본다 ... 142
      10.4.5 AFM으로 공궤도나 독립전자대를 미결합궤도와 비교한다 ... 146
   10.5. AFM으로 전하를 관찰한다 ... 151
   10.6. AFM으로 마찰을 측정한다 ... 160
제11장 STM이나 AFM으로 원자나 분자를 움직인다(원자분자 조작)
   11.1. 서론 ... 170
   11.2. AFM으로 원자간력을 제어한다 ... 171
      11.2.1 Si지레를 산화시켜 Si(111)7×7 표면의 공유결합을 제어한다 ... 172
      11.2.2 Ag부착 Si탐침으로 Si(111)$$sqrt 3$$×$$sqrt 3$$-Ag 영역의 Ag원자를 선택적으로 관찰한다 ... 173
      11.2.3 STM으로 원자·분자를 조작하여, 신물질이나 새로운 디바이스를 미세 조립한다 ... 177
제12장 주사형탐침현미경의 현상황과 장래
   12.1. 서론과 끝맺음 말 ... 180
머리말 ... 1
제1장 원자나 분자를 관찰하고, 움직이고, 조립하는 꿈
   1.1. 한 개의 원자나 분자를 '관찰한다' ... 10
   1.2. 원자나 분자의 성질을 '측정한다' ... 11
   1.3. 원자나 분자를 '제어한다' ... 13
   1.4. 원자나 분자를 '움직인다' ... 14
   1.5. 원자나 분자를 '조립한다' ... 15
   1.6. 20세기의 과학자의 꿈과 21세기의 장미빛 꿈 ... 16
제2장 21세기의 악몽
   2.1. 서론 ... 22
   2.2. 반도체디바이스의 '성장한계' ... 22
   2.3. 지구의 위기와 인류의 위기 ... 25
제3장 21세기의 신산업혁명
   3.1. 서론 ... 28
   3.2. 마이크로화의 진행과 표면의 중요성 ... 28
   3.3. 원자·분자의 과학 및 기술 시대의 개막 ... 29
   3.4. 나노머신(미세기계)의 꿈 ... 31
   3.5. 21세기의 빛과 어둠의 싸움 ... 33
   3.6. 21세기의 나노테크놀로지 개발경쟁 ... 34
제4장 작은 탐침을 주사하는 새로운 현미경(SPM의 원리)
   4.1. 서론 ... 38
   4.2. 렌즈를 사용하는 종래의 현미경 ... 39
   4.3. 주사형터널현미경(STM)이란? ... 43
   4.4. 원자간력현미경(AFM)이란? ... 45
   4.5. 주사형 근접장광학현미경(SNOM)이란? ... 47
   4.6. 주사형탐침현미경(SPM)이란? ... 49
제5장 STM으로 무엇이 관찰되는가?(STM의 원리)
   5.1. 터널효과라는 것은? ... 52
   5.2. 전자의 상태밀도라는 것은? ... 52
   5.3. 비탄성 터널이란? ... 55
제6장 AFM으로 무엇이 관찰되는가?(AFM의 원리)
   6.1. 지레 변위의 측정 방법 ... 60
   6.2. 지레 선단에 작용하는 힘 벡터의 성분과 지레의 변위 ... 62
   6.3. 접촉상태에서 작용하는 수직항력과 마찰력 ... 62
   6.4. 포스·커브란? ... 65
   6.5. 접촉상태에서의 측정량 ... 67
   6.6. 비접촉 상태에서의 측정량 ... 68
제7장 STM의 요소기술
   7.1. 서론 ... 76
   7.2. 전류 측정법 ... 77
   7.3. 미동 기구 ... 77
   7.4. 조동 기구 ... 78
   7.5. 탐침 제작 방법 ... 82
   7.6. 제진 기구 ... 82
제8장 SPM의 3차원 공간분해능을 생각하는 법
   8.1. 수직분해능 ... 92
   8.2. 수평분해능 ... 92
   8.3. 감쇠거리 ... 94
제9장 STM이나 AFM으로 원자나 분자를 관찰한다(원자분자 관찰)
   9.1. 서론 ... 98
   9.2. 표면 재구성 ... 98
   9.3. 반도체의 원자를 관찰한다 ... 102
   9.4. 금속의 원자를 관찰한다 ... 111
   9.5. 절연체의 원자를 관찰한다 ... 113
   9.6. 분자나 바이어 재료를 관찰한다 ... 113
제10장 STM이나 AFM으로 원자·분자 레벨의 물성을 측정한다(원자분자 계측)
   10.1. 서론 ... 124
   10.2. STM으로 일함수를 측정한다 ... 124
   10.3. STM으로 전자의 상태밀도를 관찰한다 ... 126
   10.4. AFM으로 원자간력을 측정한다 ... 131
      10.4.1 AFM으로 Si(111)7×7의 댕글링본드를 3차원 매핑한다 ... 132
      10.4.2 AFM으로Si(111)$$sqrt 3$$×$$sqrt 3$$-Ag 표면을 3차원 매핑한다 ... 135
      10.4.3 AFM으로 Si(100)2×1과 Si(100)2×1:H를 비교한다 ... 139
      10.4.4 AFM으로 Si(100)2×1 다이머 결함 주변의 뒤틀림을 본다 ... 142
      10.4.5 AFM으로 공궤도나 독립전자대를 미결합궤도와 비교한다 ... 146
   10.5. AFM으로 전하를 관찰한다 ... 151
   10.6. AFM으로 마찰을 측정한다 ... 160
제11장 STM이나 AFM으로 원자나 분자를 움직인다(원자분자 조작)
   11.1. 서론 ... 170
   11.2. AFM으로 원자간력을 제어한다 ... 171
      11.2.1 Si지레를 산화시켜 Si(111)7×7 표면의 공유결합을 제어한다 ... 172
      11.2.2 Ag부착 Si탐침으로 Si(111)$$sqrt 3$$×$$sqrt 3$$-Ag 영역의 Ag원자를 선택적으로 관찰한다 ... 173
      11.2.3 STM으로 원자·분자를 조작하여, 신물질이나 새로운 디바이스를 미세 조립한다 ... 177
제12장 주사형탐침현미경의 현상황과 장래
   12.1. 서론과 끝맺음 말 ... 180