커버스토리: 그래핀을 이용한 TEM 이미지 향상

주사 터널 현미경(Scanning tunneling microscope)은 고체 상태의 표면에서 원자 스케일의 특징을 이미지화 하는 것이 가능하다. 하지만, 이러한 주사 터널 현미경 시스템은 샘플의 전도성, 청정성, 그리고 데이터 획득 속도에서 한계점을 가지고 있었다. 오래된 기술인 투과 전자 현미경(transmission electron microscope, TEM)은 각각의 무거운 원자를 이미지화 할 수 있는 정도까지 개량되었다. 하지만 가벼운 원자는 낮은 명암 대비 때문에 TEM이 이미지를 촬영하지 못하는 영역으로 남아 있었다. 단일 원자 두께의 탄소인 그래핀(graphene)을 이용하여 원자를 고밀도의 2차원 허니콤 격자(honeycomb lattice)로 포장하는 것이 가능하다. Meyer 등은 탄소와 같이 작은 원자에서부터 그래핀에 흡수된 수소까지도 TEM을 이용하여 이미지화가 가능하다는 사실을 발견하였다. 만일 단일 또는 격자형태의 초박막 그래핀이 이미지 신호로부터 쉽게 제거하는 것이 가능하다면, 이는 가장 이상적인 지지체가 될 수 있을 것이다. 이러한 접근 방법을 통해서 그래핀 자체뿐만 아니라 생물학적 분자를 원자 해상도로 관찰하는 것이 가능할 것으로 보인다. 표지 이미지: 그래핀 시트(적색)에 있는 수소 원자(보라색). 왼쪽 중간에 있는 탄소 원자(노란색)와 인접해 위치하고 있다. 노락색 피크는 비정형 탄소임.