SEM 전자현미경

소개

SEM 전자현미경에 대하여 조사하였습니다.
SEM의 구조와 원리에 대해 조사하였고
또한 전자가 시편에 맞았을때 일어나는 현상에 대해
다루었습니다.

목차

◎ SEM이란?
1. Gun+filament
2. Lens
3. Detector
4. 전자가 sample과 충돌 하였을 때 일어나는 현상 (X-ray, Auger E etc)
(1) Secondary Electron(2차전자)
(2) Back-scattered Electron(후방산란전자)
(3) Auger Electron
(4) X-Ray (X-선)
(5) 기타

※Reference

본문내용

◎ SEM이란?
SEM은 광원과 수렴 렌즈, 대물 렌즈와 시료의 표면에서 반사된 빛을 사용하여 영상을 만드는 전체적인 구성은 광학 현미경과 유사하다. 차이점은 가시광선 대신에 가속 전자빔을 광원으로 하며, 유리 렌즈 대신에 자기 렌즈를 사용하고, 반사된 빛으로 영상을 형성하는 대신에 가속 전자와 고체 표면의 반응으로 발생되는 2차 전자를 전자 검출기로 검출하여 CRT 스크린에 영상화한다. 이때, 가속 전자빔을 TV 스크린에서처럼 시료의 표면에 주사시키고, 동시에 검출된 2차 전자 신호도 CRT에 해당하는 위치로 주사하여 영상으로 나타낸다. 또한 SEM에서는 광원, 시료 및 검출기 <SEM의 모식도>
등이 진공 중에 있는 점이다. 전자는 이 물질과 충돌하여 쉽게 산란하는 성질이 있어서, 대기 중에서는 렌즈로 초점을 맞추거나 검출이 불가능하기 때문이다.

1. Gun+filament
전자총(Electron Gun)의 역할은 광원으로 쓰이는 전자를 만들고 가속시키는 역할을 한다. 전자총은 전자선(electron ray)의 형태로 사용되는 안정된 전자원을 공급하게 되며, 이는 Richardson의 법칙을 따른다. 충분한 양의 2차 전자를 생산할 수 있을 만큼 많은 양의 1차 전자를 만들되, 자기렌즈에 의해서 작은 빔을 효과적으로 형성하도록 고안되어 있다. 텅스텐과 같은 금속을 높은 온도로 가열시키면, 표면의 원자에 구속되어 있던 전자들이 원자핵의 속박에서 벗어나 진공 중으로 이탈된다. 양극은 주로 텅스텐으로 약 100마이크로미터의 직경의 선 필라멘트로 끝이 V자 모양을 가진 머리핀 모양으로 구부러져 있다. 이 필라멘트는 전류로부터 직접 가열되고 작동 중에 높은 전압(1∼50kV)을 유지하게 된다. 텅스텐의 경우 전형적인 작동온도는 2700K로 10-5torr의 진공에서 40∼80시간을 사용할 수 있게 된다. 온도를 더 높이면 전자방출밀도는 증가하게 되나 사용수명은 감소하게 된다.

참고자료

· http://user.dankook.ac.kr/~enerdine/sem.htm
· http://super.gsnu.ac.kr/lecture/microscopy/semoptic.html
· http://chams.cju.ac.kr/aprt/pdf/137.pdf