표면 분석(AES/SAM)

목차

I. AES
1. AES/SAM의 원리
2. AES/SAM의 구조
3. AES분석의 종류
4. 충전효과(charging effect)
5. 주요 적용 범위
6. 시료 준비
7. 장점과 단점

II. 중에너지 이온산란을 이용한 극미세 표면/계면 분석법
1. 머 리 말
2. MEIS의 원리
3. 표준과학연구원의 MEIS 장비 소개
4. 표면/계면 화학조성 분석
5. 맺 는 말

III. Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS)
1.SIMS 원리
2.SIMS의 구조
3.SIMS를 이용한 표면 분석

IV 원자 현미경 (AFM)
1. 머 리 말
2. STM(Scanning Tunneling Microscope):최초의 원자현미경
3. AFM(Atomic Force Microscope):가장 보편적인 원자현미경
4. LFM(Lateral Force Microscope): 표면의 마찰력을 재는 원자현미경
5. FMM(Force Modulation Microscope):시료의 경도(硬度)를재는 원자현미경
6. MFM(Magnetic Force Microscope) : 자기력을 재는 원자현미경
7. EFM(Electrostatic Force Microscope):시료의 전기적 특성을 재는 원자현미경
8. SCM(Scanning Capacitance Microscope):capacitance를 재는 원자현미경
9. 맺는말

본문내용

I. AES
1. AES/SAM의 원리
AES/SAM(Auger Electron Spectroscopy : 오제이 전자 현미경/Scanning Auger Microscopy : 주사형 오제이 전자 현미경)은 수 백 Angstrom 크기로 집속된 전자 빔을 재료의 표면에 입사시켜 방출되는 Auger 전자의 에너지를 측정하여 재료 표면을 구성하고 있는 원소의 종류 및 양을 분석해내는 표면 분석 장비이다. 재료의 표면에 입사된 전자는 재료를 구성하고 있는 원자들을 이온화 및 여기시키면서 에너지를 잃고 멈추게 되는데 이 과정에서 형성되는 excitation volume은 직경 1-2㎛에 달하게 되며 그 안에서는 Auger 전자를 포함한 2차 전자 및 X-ray가 발생하게 된다. 투과 거리가 긴 X-ray의 경우, 표면 이하 깊은 곳에서 발생해도 초기의 에너지를 잃지 않고 표면 밖으로 나올 수 있지만 3000eV 이하의 에너지를 갖는 대부분의 Auger 전자를 비롯한 전자의 경우는 약 10 단 원자층 이하의 투과거리때문에 표면 가까이서 발생하는 것만 초기의 에너지를 보유한 채 표면 밖으로 나올 수 있게 된다. 바로 이러한 특성이 AES/SAM의 표면 선택성(surface selectivity)이라 할 수 있다.
Auger 전자의 생성 원리는 전자빔이나 X-ray를 이용, 원자의 하부각 전자를 쳐내면 hole이 생성되고 이 hole은 보다 상부각에 위치한 전자가 내려오면서 채워지게 된다. 이 과정에서 야기되는 binding 에너지의 차이는 X-ray로 방출되거나 아니면 다른 전자를 방출함으로써 해소되게 되는데 2KeV 이하의 binding 에너지를 갖는 얕은 전자각에서 발생되는 hole은 Auger 전자의 방출에 의한 전이가 지배적이다. 이러한 Auger 전자의 kinetic 에너지는 전이(transition)에 관계하는 전자각의 binding 에너지들에 의해 구해진다. 이와 같이 binding 에너지에 의해 결정되는 Auger 전자의 에너지는 원소마다 고유하므로 이를 이용하여 재료의 구성 원소를 구분해 낼 수 있게 된다.

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