분석기기에 관해 - 주사전자현미경[SEM, FE-SEM], X선 형광 분석기[XRF], X선 회절 분석기[XRD], 시차 열 중량 열량 분석기[TG-DTA], 입도분석기
1. 주사전자현미경 (SEM, FE-SEM)
- 개요 -
NT(Nano Technology)의 연구가 증가하면서 자연스럽게 미세구조물 또는 재료의 표면 형상에 대한 정보가 요구되고 있는 것이 현재의 추세이다. 이러한 요구를 충족시키기 위하여 전자현미경이 계발 되었다.
주사전자현미경(SEM)은 Torr 이상의 진공 중에 놓인 시료표면에 1~100nm 정도의 미세한 전자선을 x-y의 평면방향으로 주사하여 시료표면에서 발생하는 이차전자, 반사전자, 투과전자, 가시광선, 적외선, X선, 내부 기전력 등의 신호를 검출하여 모니터에 확대상을 표시하며, 시료의 형태, 미세구조의 관찰이나 구성원소의 분포, 정성, 정량 등을 분석하는 장치이다. 주로 금속과 같은 도체, IC, 산화물과 같은 반도체, 고분자 재료나 세라믹과 같은 절연물의 고체, 분말, 박막시료가 표본이 된다.
자기렌즈를 이용하여 전자빔을 가늘게 집속하여 이를 시료면 위에 주사함으로써 발생하는 이차전자를 검출하며, 이 때 검출된 이차전자의 양은 표면의 물질과 표면의 굴곡에 따르기 때문에 표면의 미세한 확대상을 얻을 수 있다. 배율은 시료면 위와 모니터 위의 주사 진폭의 비로 정해진다.
SEM의 분해능은 전자빔을 가늘게 만들수록 높아지는데 보통 3~5nm 정도를 사용한다.
- 원리 -
(사진출처 : 주사전자현미경의 기본원리와 응용 - 코셈 고객지원팀 -)
대부분의 전자현미경의 작동원리는 다음과 같이 정리할 수 있다.
① 전자총에 전압을 인가하면 필라멘트에서 전자가 방출되며, 일련의 전자다발은
양극에 인가된 전기장에 의하여 시료를 향해 가속된다.
② 전자다발 중에서 aperture(전자, 빛, 전파 그 밖의 방사가 그 곳을 통하여 주어지
는 개구부분 - 네이버 지식사전 -)의 홀을 통과한 것들은 자기장을 이용한 자기
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2013.08.06
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