4주차 FE-SEM 분석 실험 예비레포트

문서 내 토픽

1. FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscopy)

FE-SEM은 Field Emission Scanning Electron Microscopy의 약자로, 다양한 고분자 재료로 제작된 sample에 전자를 주사하여 표면에 있는 정보를 detecting하여 sample의 표면정보를 얻는 장비이다. 가속화된 전자총을 사용하여 기존의 SEM보다 더 높은 해상도로 관측 가능하며, DLS 디텍터와 같이 추가적인 악세서리를 부착 가능하다.
2. Young's Modulus (영률)

Young's Modulus는 재료의 강성도를 나타내는 값으로, 응력과 변형률 간의 비율로 정의된다. 탄성 구간 내에서의 응력-변형률 선도의 기울기로부터 계산되며, 이 값이 클수록 재료의 강성도가 높다. 영률은 재료의 원자 결합에 기인하는 물리적 특성으로, 결합 에너지가 클수록 영률 값도 커진다.
3. FE-SEM 디텍터의 종류

Inlens 디텍터는 샘플 바로 위에 위치하여 신호를 많이 받을 수 있으나 입체정보를 얻기 어렵다. SE(Secondary Electron) 디텍터는 샘플에서 멀리 떨어져있어서 시그널은 적게 받지만 샘플의 높낮이는 확실하게 확인 할 수 있다. EDS 디텍터는 시그널의 통계적인 분석을 통해 어떤 원소가 있는지 확인한다. BSD(Backscattere Electron)디텍터는 원소번호에 따라 음향이 진해지며, 그 음영으로 원소번호를 구분한다.
4. EDS 디텍터를 사용한 분석 방법

Point and ID는 이미지 상에서 어떤 신호가 나왔는 지를 피크로 보여주는 분석이다. Mapping은 이미지를 찍고 원소가 어떻게 분포되어 있는 지를 색깔로 구분해 주는 분석이다. Line Scan은 이미지 상에서 라인을 그어주고 그 라인에서 원소가 어떻게 분포하는 지를 보여주는 분석이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscopy)

FE-SEM은 전자 방출 현상을 이용하여 고해상도의 이미지를 얻을 수 있는 주사 전자 현미경 기술입니다. 이 기술은 기존의 열전자 방출 SEM에 비해 더 작은 전자 빔 크기와 높은 전자 빔 밀도를 제공하여 나노 스케일의 시료 관찰이 가능합니다. FE-SEM은 반도체, 나노 기술, 재료 과학 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 고해상도 이미징, 화학 조성 분석, 결정 구조 분석 등 다양한 응용이 가능합니다. 이 기술은 시료 준비가 용이하고 비파괴적이라는 장점이 있어 많은 연구자들에게 선호되고 있습니다.
2. Young's Modulus (영률)

영률은 재료의 탄성 특성을 나타내는 중요한 물성 중 하나입니다. 영률은 재료가 외력에 의해 변형될 때 나타나는 응력과 변형률 사이의 비례 관계를 나타내는 지표로, 재료의 강성을 나타냅니다. 영률은 재료의 화학 조성, 결정 구조, 미세 구조 등에 따라 달라지며, 이를 통해 재료의 기계적 특성을 예측할 수 있습니다. 따라서 영률은 재료 개발, 설계, 분석 등 다양한 분야에서 중요하게 활용됩니다. 특히 나노 및 마이크로 스케일 재료의 경우 영률 측정이 매우 중요하며, 이를 위해 다양한 실험적, 이론적 연구가 진행되고 있습니다.
3. FE-SEM 디텍터의 종류

FE-SEM에는 다양한 종류의 디텍터가 사용됩니다. 대표적인 디텍터로는 2차 전자 디텍터(SE), 후방 산란 전자 디텍터(BSE), 에너지 분산 X선 분광기(EDS) 등이 있습니다. SE 디텍터는 시료 표면에서 방출되는 2차 전자를 검출하여 표면 형태 정보를 제공합니다. BSE 디텍터는 시료 내부에서 산란된 후방 산란 전자를 검출하여 시료의 원자번호 대비 정보를 제공합니다. EDS 디텍터는 시료에서 방출되는 특성 X선을 분석하여 시료의 화학 조성 정보를 제공합니다. 이 외에도 음극 발광 디텍터, 투과 전자 디텍터 등 다양한 디텍터가 사용되며, 각 디텍터의 특성을 고려하여 분석 목적에 맞게 선택하여 사용합니다.
4. EDS 디텍터를 사용한 분석 방법

EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 디텍터는 주사 전자 현미경(SEM)이나 투과 전자 현미경(TEM)에 장착되어 시료의 화학 조성 분석에 사용됩니다. EDS 분석 방법은 다음과 같습니다. 먼저 전자 빔이 시료에 조사되면 시료 내부의 원자들이 여기되어 특성 X선을 방출합니다. EDS 디텍터는 이 특성 X선의 에너지를 측정하여 시료 내 원소의 종류와 상대적인 농도를 분석할 수 있습니다. EDS 분석을 통해 시료의 국소적인 화학 조성 정보를 얻을 수 있으며, 이를 통해 시료의 미세 구조와 물성을 이해할 수 있습니다. 또한 EDS 맵핑 기법을 통해 시료 표면의 원소 분포를 2차원 이미지로 시각화할 수 있습니다. EDS 분석은 재료 과학, 생물학, 지질학 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있습니다.

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