[재료공학] 표면분석의 방법과 과정

소개

표면분석에 있어서 가장 기본이 되는 XPS와 AES에 대한 기본적인 이론들과 응용에 대해 서술했습니다. 어떤 원리로 표면분석을 하는지에 대한 이론과 실제 분석하는 과정에 대해 그림과 함께 상세히 적어놓았습니다. 아마 이 자료만 보시면 XPS와 AES에 관한 전반적인 감은 잡으실 수 있을거라 생각됩니다.

목차

없음

본문내용

3-5. Primary structures in XPS
XPS를 찍으면 다음과 같은 spectrum을 얻을 수 있다. Si위에 TiN를 100Å정도 키운 것이다. 이런 정보가 없을 때는 여기에 뭐가 있는지 알아내기 위해 scanning해서 survey를 얻는다. 0~1100 까지 나오는 전자를 검출해서 그 Intensity를 찍으면 많은 peak가 나오는데 위치를 보고 무슨 peak인지 알아내는 것이다. 이 spectrum은 Mg Ka로 찍은 것이고 BE가 1253이상이 되는 전자는 photon보다 구속력이 크기 때문에 나올 수가 없기 때문에 1253 바로 직전인 1100 까지만 검출하는 것이다. 여기서 Auger 전자도 검출됨을 알 수 있는데 이는 x-ray에 의해서도 Auger 전자가 나올 수 있음을 의미한다. 이를 "X-ray induced Auger" 라 한다. Ti peak을 확대해서 보면 peak이 두 개가 나오는데 이것은 두 개의 다른 종류가 아닌 Spin orbit splitting에 의한 것이다. 전자는 쌍을 이루고 있는데 photon을 쏴주게 되면 거기서 전자 하나가 떨어져 나가게 된다. 따라서 남아있는 전자 하나는 unfaired되는데 이 전자의 스핀 양자수가 s이고 그 전자가 있는 오비탈의 양자수를 l이라 한다면 그 오비탈과의 interaction에 의해 'LS 커플링‘ 이 일어난다. 따라서 하나는 up으로 일어나고 하나는 down이므로 peak이 두 개가 나오게 되는 것이다. 또한 Spin orbit splitting에 의한 면적비를 계산하여 어떤 peak인지 구분할 수 있기도 하다.

참고자료

· 이승우, 이치한 ,「분자가 만드는 나노의 불가사의」, 전파과학사, 2002.
· 이인식,「나노기술이 미래를 바꾼다」, 김영사, 2002.
· 주승기,「나노테크놀로지」, 서울대학교 출판부, 2002.
· D.Briggs, 「 Surface analysis of polymers by XPS and static SIMS」,New York: Cambridge University Press, 1998.
· D.J. O'Connor, B.A. Sexton, R.St.C. Smart , 「Surface analysis methods in materials science」, Berlin ; New York: Springer, 2003.