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레포트 > 공학계열

[기기분석] 주사현미경(SEM), AFM

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레포트 > 공학계열
2012.03.21
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전자 현미경의 원리

SEM(Scanning Electron Microscope) 주사 현미경

소개글

[기기분석] 주사현미경(SEM), AFM에 대한 자료입니다.

1. 이론 및 원리
1.1. 전자현미경
1.1.1 전자현미경의 원리
1.1.2 전자현미경의 종류
1.2. 주사현미경(SEM)
1.2.1 주사현미경의 정의
1.2.3 주사전자현미경의 종류
1.2.4. 주사현미경의 동작원리
1.2.5. 전자현미경의 분해능
1.3. SPM(Scanning Probe Microscope)
1.3.1 SPM의 원리와 응용
1.3.2 Piezo force
1.3.3 AFM의 원리
1.3.4 접촉모드(Contact mode)
1.3.5 비접촉 모드(Non-contact-NC AFM)
1.3.6 Intermittent contact AFM (IC-AFM)
2. 기기 구조 및 기능.
2.1 SEM의 구성
2.1.1 전자총(Electron gun)
2.1.2 전자기 렌즈(electromagnetic Lens)
2.1.3 렌즈 (Condensing & Objective Lens)
2.1.4 조리개 (Aperature)
2.1.5 축조정 코일
2.1.6 주사 코일
2.1.7 비점수차 보정 코일(Stigmator)
2.1.8 영상신호 검출장치
2.1.9 이차전자 검출기 (SED; secondary electron detector)
2.1.10 후방산란전자 검출기(back scattered electron detector)
2.1.11 X선 분석: EDS / WDS
2.1.12 고전압 발생장치
2.1.13 Stage와 시편 Holder
2.1.14 SEM Electronics
2.1.15 진공계

3. 시료 전처리 및 실험방법
3.1 AFM 시료 전처리
3.2 SEM의 시료 전처리

3.2.1 Hot mounting & Cold mounting

3.2.2 Hot compression mounting

3.3 시료준비 방법

3.3.1 Powder 형태의 시료준비

3.3.2 금속 시료의 준비

3.3.3 세라믹 및 지질 성분의 시료 준비

3.3.4 고분자 시료의 준비

3.4 시료의 코팅

3.4.1 시료의 코팅 방법 - 증착(Sputtering)

3.4.2 시료의 코팅 방법 - 증발(Evaporation)

3.4.3 코팅 물질의 종류

3.5. SEM의 실험방법

3.5.1 전자총 제어

3.5.2 축맞춤

3.5.3 사진촬영

3.5.4 SEM의 실습

3.5 AFM의 실험방법

3.5.1 Seiko SPA400 AFM 조작법

3.5.2 Seiko SPA400 DFM 조작법

4. 결과해석 방법

4.1 SEM 결과해석

4.1.1 표면형상분석

4.1.2 원자배열

4.1.3 EDS를 이용한 정량, 정성분석

4.2 AFM의 결과해석

4.2.1 이미지 왜곡

4.2.1. 팁의 모양

4.2.2. 손상된 팁에 의한 Artefacts

4.2.3 액상 시료의 이미지 왜곡

4.2.4. 이미지 왜곡 해결 방안

5.장단점 및 응용분야.

5.1 응용분야

본문내용

투과전자현미경은 주로 시료의 내부구조나 단면을 관찰하는데 쓰이고 있다. 원리는 광학현미경과 비슷하다. 전자현미경에서의 광원은 높은 진공 상태(1x10-4 이상)에서 고속으로 가속되는 전자선으로 이 전자선이 표본을 투과하여 형광판이나 사진필름에 초점을 맞추어 투사된다. 이 전자의 파장은 가속전압에 따라 다르며 흔히 사용되는 전압(100 KV)에서의 전자파장은 0.004nm 로 전자현미경의 이론적 분해능(해상력)은 약 0.001nm이나 생물학적 표본에서 사용되는 분해능은 약 0.14 ~ 0.20nm이다. (참고로 1nm는 10억 분의 1m이다) 주사전자현미경은 주로 시료의 표면을 관찰하는데 쓰인다.
원리는 투과전자현미경과는 다소 다르다. 주사전자현미경은 전자가 표본을 통과하는 것이 아니라, 초점이 잘 맞추어진 전자선 (electron beam)을 표본의 표면에 주사한다. 주사된 전자선이 표본의 한 점에 집중되면 일차전자만 굴절되고 표면에서 발생된 이차전자는 검파기(detector)에 의해 수집되어 그 결과 생긴 신호들이 여러 점으로부터 모여들어 음극선관(cathod ray tube)에 상을 형성한다. 주사전자현미경의 특징은 초점이 높은 심도를 이용해서 비교적 큰 표본을 입체적으로 관찰 할 수 있다는 것이다.
두 가지 전자현미경의 차이를 보면, TEM은 얇은 시편을 beam이 투과하여 관찰하므로 2차적인 또는 단면적인 구조를 나타내지만 SEM은 시료 위를 주사된 상을 관찰하므로 3차원적인 입체상을 관찰할 수 있다.

참고문헌

[1]위키피디아 http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_force_microscopy#Advantages
[2]Scanning Probe Microscopy(Focus on AFM, Department of Chemistry in Younsei university, Seung gyu choi
[3] Structural Study Using Ultrahigh Resolution Cabon Nanotube AFM Probe Tips, Sung Ik Yang* Department of Chemistry, Kyung Hee University
[4]http://www.tecsco.net/main/spm-spm.html#09
[5]http://blog.daum.net/howun/11300254
[6]주사탐침현미경(Scanning probe Microscope )의 원리와 응용, 홍재완

#기기분석 #주사현미경 #AFM #SEM #현미경

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