성균관대 SEM최종보고서

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목차

1. 개요

2. 실험 목적

3. 이론적 배경
3-1. Accelerating Voltage
3-2. Probe Current
3-3. Aperture Size & Working Distance
3-4. SE & BSE

4. 실험 과정
4-1. 실험 방법
4-2. 실험 조건

5. 결과 및 분석
5-1. Accelerating Voltage 변화에 따른 실험
5-2. Probe Current 변화에 따른 실험
5-3. W.D & A.P 변화에 따른 실험
5-4. SE & BSE 변화에 따른 실험

6. 결론

7. 참고문헌

본문내용

1. 개요
주사 전자 현미경(SEM)은 Scanning Electron Microscopy의 약자로, 고체 상태에서 작은 크기의 미세조직과 형상을 관찰할 때 널리 쓰이는 현미경이다. 해상도(Resolution)은 ‘두 점을 구분할 수 있는 최소한의 거리’로 정의할 수 있는데, 일반적인 광학현미경의 경우 해상도가 약 2~300nm의 범위에 속하기 때문에 미시적인 물체를 관찰하기엔 한계가 있다. 그에 반해 SEM은 광학현미경보다 훨씬 짧은 파장을 이용하여 더욱 훌륭한 해상도(약 0.1nm~0.3nm)를 가지고 있다.
뿐만 아니라 집점을 넓게 맞출 수 있고 집점심도가 2배 이상 깊기 때문에 입체적인 모양을 자세하게 관찰할 수 있다. SEM은 BSE(Backscattered Electron)와 SE(Secondary Electron)등 시편의 표면정보를 알 수 있는 신호들을 수집하는데, 이를 통해 시편의 조성이나 시편표면의 구조 및 지형까지도 관찰할 수 있다. 가격 또한 저렴하고 구조가 비교적 단순하다는 것도 SEM의 장점이다.

2. 실험목적
이번 실험의 목적은 SEM기기를 통해 시편을 관찰하고, SEM에서 조정할 수 있는 변수들인 (1) Accelerating Voltage (2) Probe Current (3) Aperture size & Working Distance (4) SE & BSE을 조작하여 이들이 실제 Image에서 어떤 영향을 미치는지를 관찰하고 그 원리를 이해해보는 것을 목적으로 하였다.

3. 이론적 배경
3-1 가속전압(Accelerating Voltage)
가속전압(Accelerating Voltage)은 필라멘트와 양극 사이의 전압 차이를 뜻한다. 전형적인 SEM의 가속전압의 범위는 0~30kV으로 설정한다. 가속전압이 커질수록 전자 빔이 표본에 침투하는 깊이와 부피는 증가한다. 또한 원자번호가 작을수록 더 깊이 침투한다. 고체 표본에서 침투 깊이를 구하는 식은 다음과 같다.

참고 자료

Overcome charge-up effects in Scanning Electron Microscopes (SEMs) stinstruments.com
재료분석실험 수업자료 – For Your Reference(SEM-Ⅰ_양철웅)/ 그림 1-6
M. S. Bronsgeesta and J. E. Barthb. (2008). Probe current, probe size, and the practical brightness for probe forming systems. American Vacuum Society. DOI: 10.1116/1.2907780