Starry Quantum
별이 빛나는 양자

/

Shinjae Nam
남신재

/

Center for Quantum Nanoscience
양자나노연구단

/

Scott Lang, the title character of the movie Ant-Man, turns off the regulator on his suit to save his daughter. He then became smaller than the size of an atom and entered the extreme microscopic world—the quantum realm. Unlike Ant-Man, we cannot see atoms directly. However, by using a scanning tunneling microscope (STM), an atomic image can be obtained. In a microscopic world, things cannot be easily explained by the same laws of the world we live in. A flat-looking smooth gold surface can actually turn out to be not so flat if viewed by an STM. This picture is an STM image of a gold (111) surface which vanadyl phthalocyanine (VOPc) molecules are deposited. At the surface, the gold atoms change their arrangements and this results in a height difference. The Z-like patterns (herringbone patterns) are made by the height difference of rearranged gold atoms. The round shape particles are the deposited (vacuum evaporation) VOPc molecules. Most of them are located on the elbow of the herringbone pattern. These patterns show that there are rules in the atomic world as well. The microscopic world still has a lot to study, presenting scientists with many opportunities to push the limits of science and technology.

영화 <앤트맨>의 주인공 스캇 랭은 그의 딸을 구하기 위해서 슈트의 리미터를 해제한다. 그리고 그는 원자의 크기보다 작아져서 극한의 미시세계인 ‘양자 영역’에 들어간다. 앤트맨과는 달리, 우리는 직접 원자를 볼 수 없다. 하지만 주사터널링 현미경(scanning tunneling microscopy)을 이용하면 원자 단위의 이미지를 얻을 수 있다.
아주 작은 세계에선 우리가 살고 있는 세계의 법칙으로는 설명할 수 없는 일들이 일어난다. 매끈해 보이는 금의 표면도 주사터널링 현미경(STM)을 이용해 찍으면 평평하지 않다. 사진은 바나딜 프탈로시아닌(VOPc)분자가 뿌려진 금(111)표면의 STM 이미지이다. 표면에서 금 원자들은 배열이 바뀌고, 높이 차를 만든다. 사진에서의 ‘Z’자형 무늬 (헤링본 무늬)는 금의 재배열에 의한 높이 차가 만들어낸 것이다. 동그란 입자들은 증착된 VOPc분자들이다. 대부분 헤링본 무늬의 모서리에 위치한다. 이처럼 원자 단위의 세계에서도 규칙이 존재한다. 직접 볼 수 없는 미시 세계는 아직도 연구할 것이 많지만, 그만큼 과학기술의 한계를 극복할 기회도 많다.

/

Copyright
Center Quantum Nanoscience