표면 분석법 - 광전자 분광법(XPS, UPS 등)의 원리와 응용

소개

표면 분석법 - 광전자 분광법(XPS, UPS 등)의 원리와 응용

목차

1. 개요
2. 표면 분석법이란?
2.1 표면분석법의 분류
3. 광전자 분광법
3.1 광전자 분광법의 분석 원리
4. X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS, X-선 광전자 분광법)
4.1 X-선
4.2 광 전자 스펙트럼
4.3 화학적 이동
4.4 초고진공(UHV : Ultra High Vaccum)의 필요성
4.4.1 펌프의 구분
(1) 로터리 펌프
(2) 터보 분자 펌프
(3) 이온 펌프
4.5 기기 장치
4.5.1 광원
4.5.2 전자에너지 분광계
4.5.3 검출기
5. UV Photoelectron Spectroscopy (UPS, UV 광전자 분광법)
5.1 광원
6. 기타(싱크로트론을 이용한) 방법
7. 광전자 분광법을 이용해 얻을 수 있는 정보
8. 광전자 분광법의 응용분야
9. 광전자 분광법의 응용 예
9.1 XPS의 응용
9.2 UPS의 응용
10. 참고문헌

본문내용

1. 개요
우리가 표면이라고 얘기하는 부분은 주로 고체물질의 표면을 의미한다.
이런 고체 물질의 표면은 외부와 항상 접하고 있으므로 화학적, 물리적인 반응이 내부보다 먼저 일어나게 되는데 어떠한 반응은 내부에서는 거의 일어나지 않고 표면에서만 일어나는 경우도 있다. 예를 들어 금속의 부식을 살펴보면 알루미늄의 경우 알루미늄 표면의 경우 산화반응이 매우 빠르게 일어나기 때문에 공기 중에 노출될 경우 빠른 시간에 걸쳐 산화반응이 일어난다. 이때 알루미늄 표면의 산화알루미늄은 알루미늄내부의 산화를 막는 산화방지 막 역할을 하게 되어 알루미늄 내부의 산화는 잘 일어나지 않게 된다.
이렇게 물질의 표면에서의 반응이 매우 중요한 역할을 하는 경우가 많고 물질의 표면에 따라 반응의 양상이 달라지는 경우가 많기 때문에 신소재 개발이나 반도체 소자의 개발, 각종 촉매의 개발 등 여러 분야에서 물질의 표면을 분석하는 일이 중요한 역할을 차지하는 경우가 많아 졌다.
표면 분석의 방법에는 여러 종류가 있는데 현미경과 같은 단순한 표면 분석법이 있는가 하면 각종 빛을 이용해 분석하는 표면 분광법도 존재한다.
표면분석법은 분석을 위해 주사하는 입사광과 방출되는 입자에 의해 여러 가지로 구분이 가능하다. 입사광에는 빛, 전자, 이온 등이 있으며 방출되는 입자 또한 빛, 전자, 이온 등이 존재 한다. 입사광과 방출되는 입자에는 특별한 상관관계가 존재하지는 않는다.
이런 여러 가지 표면분석법 중에서 여기서는 빛을 입사하여 방출되는 전자를 검출하여 분석하는 광전자 분광법에 대해 알아 볼 것이다.
광전자 분광법에는 XPS와 UPS라는 것이 존재 하는데, XPS는 X선 광전자 분광법이라 불리우는 방법으로 X선을 입사광으로 이용하여 방출되는 전자를 분석하는 방법이며 UPS는 자외선 광전자 분광법이라 불리우며 자외선을 이용해 분석하는 방법이다.
두 방법모두 기본원리와 기기의 구성은 비슷하지만 입사광에 차이가 있는 것이 특징이다.
앞으로 이런 광전자 분광법에 대해 좀 더 자세히 알아보고, XPS와 UPS를 이용한 표면분석법의 응용 예를 몇 가지 살펴보아 실제 이 광전자 분광법이 어떻게 사용되는지도 알아 볼 것이다.

참고자료

· 없음