SEM 렌즈원리

소개글

SEM의 렌즈의 작동원리 입니다.

목차

<SEM Lens>　
자기 렌즈 (magnetic lens)
주사전자현미경의 구조

본문내용

SEM은 집광렌즈(condenser)와 대물렌즈(objective)를 가지고 있으나, 광학현미경이나 투과전자현미경(TEM)처럼 빛의 법칙에 따라서 화면을 형성하지 않고, 전자기렌즈가 전기가 통하는 시편의 표면에 초점을 형성한 전자비임 spot을 형성하고 이 spot이 관찰하고자 하는 시편부위를 scanning하여 영상을 형성한다. 이 과정중에 여러가지 형태의 radiation이 발생하지만 SEM에서는 시편의 가장 표면에 가까운 영역에서 발생하는 2차전자(SE: Secondary Electron)를 이용한 것으로 적당한 신호처리 과정을 통하여 CRT에 영상을 나타나게 한다. 전자원의 크기를 시료상에서 10~60의 spot size까지 축소시키기 위해 두 개 이상의 전자렌즈를 쓴다. 열전자 방사형 전자총의 경우와 FE 전자총을 사용한 경우에 있어 전자 광학계의 구성은 다소 다르지만 보통 2~3단의 전자렌즈를 쓴다. 전자총측의 전자렌즈를 접속렌즈라고 하며 시료에 도달하는 전자의 양과 spot size의 조정을 한다. 이 전자의 양은 상의 밝기와 콘트라스트에 직접 관련된다. 또한 시료측의 전자렌즈를 대물렌즈라 하고 상의 초점을 맞추는 역할을 하며 이 대물렌즈의 성능은 SEM의 분해능을 결정하는 하나의 큰 요인으로 작용한다. 대물렌즈 안에는 variable aperture가 있어서 진공 밖에서 조리개의 구멍(약 0.1~0.5mm0)을 자유로이 선택할 수 있는 구조로 되어 있다. 이 조리개의 구멍 크기는 보통의 사진 촬영에 쓰여지는 카메라와 같이 상의 밝기, 콘트라스트 및 초점심도를 변화시킨다.

-자기렌즈는 코일이 감아진 원통형의 전자석으로 전자가 자장에 의해 휘는 성질을 이용하여 전자를 한 곳으로 모으는 역할을 한다.  광측에 원대칭을 이루는 자장에 의해 광축을 따라서 진행하는 가속된 전자가 나사형 괘적을 이루면서 초점을 형성한다. 자기 렌즈는 항상 볼록렌즈의 역할을 한다. Bz는 자장의 세기로 코일에 걸어주는 전류에 따라 연속적으로 변화시킬 수 있으므로 자기렌즈의 초점거리는 연속적으로 변한다.

참고 자료

- http://www.djs.hs.kr/@home/auto/home_auto.htm
- www.unl.edu/CMRAcfem/semoptic.htm
- www.chems.msu.edu/curr.stud/mse.sops/sem.comp.htm
- www.microscopy.org
- super.gsnu.ac.kr/lecture/microscopy/semoptic.html