분야
hwp2.관련이론
1)Bragg's law
2)Laue Condition
3)Scherrer equation
4)JCPDS Card
3. 재료조사
1)ZnO
2)Al2O3
4.XRD 기기 조사
5.실험방법
6.실험결과
7.결론 및 토의
8.참고문헌 (Reference)
본 실험에서는 ZnO(산화아연)의 온도에 따른 결정성의 변화를 XRD를 통해 알아내는 과정에서 X선과 XRD의 정확한 개념의 이해와 XRD 관련 장비 활용 능력을 키워야 한다. 실험의 측정값을 얻은 이후에는 공부한 JCDPS 카드와 다른 이론들을 이용하여 입자의 크기를 구하고 온도에 따른 결정성을 평가하는게 이번 실험의 목적이다.
2. 관련이론
⑴ Bragg's law
두개 이상의 파동 사이에 서로 위상차이가 그 파동의 반 파장만큼 있을 때는 서로 상쇄되어 파동이 사라지나,
위상차이가 파장의 정수배만큼 있을 때는 진폭이 두 배로 되어서 세기가 더 크게 된다. Fig.1과 같이 원자들이 거리 d만큼의 간격을 갖는 배열의 결정일 때, 파장이 λ인 x선을 입사각 θ로 조사하면 산란된 x선의 행로차는 입사한 x선 파장 λ의 정수배일 때 간섭효과가 발생한다. (보강간섭) Fig.1에서 A에서 B까지의 거리는 d Sinθ가 되며, 이는 B에서 C까지의 거리와도 같다. 따라서, AB = BC = d Sinθ 이며, 2d sinθ = nλ를 만족하면 X선은 회절되어 강하게 나타나게 된다. 이를 Bragg's law라 한다.
Bragg's equation : 2d sinθ = nλ (n= 정수)
Fig.1 crystal that inter-atom's distance is 'd'
⑵ Laue Condition
라우에 공식은 회절의 3차원적 성질을 강조하는 공식이다. Bragg의 공식은 회절을 스칼라 공식으로 표현한다. 하지만 일반적으로 결정은 3차원의 실체이고, 회절빔의 방향을 나타내기 위해 전개하려는 공식은 벡터로 표현해야 한다. 그래서 회절빔의 방향을 나타내기 위해서 Laue Condition이 사용되어 진다. 거리 a 만큼 주기적으로 배열되어 있는 원자들에 단위벡터 S₀ 로 입사되어 단위벡터 S 방향으로 산란되는 X-선을 가정하자. 이 X-선 beam이 보강간섭을 하기 위해서는 같은 위상을 가져야 하므로 먼저 2개의 원자에 의한 산란 전후의 경로차가 파장의 정수배이어야 한다.
2000년 8월 산업기술연구논문지 제3권 제1호
- Hyun-Seok Seo, Eui-Hyuk Jeong, Jungyol Jo, Yearn Ik Choi and Ogweon S대 “Effect of Growth
Temperature on the Properties of ZnO Films Grown By MOCVD" 2005년 12월 반도체및디스플레이장비학회
지 제4권 제 4호
- 이두형, 권새롬, 이석관, 노승정 “자기제한적 표면반응에 의한 ZnO 박막성장 및 기판온도에 따른 박막특성”
2009년 7월 한국진공학회지 제 18권 4호
