분야
hwp2. SEM의 개발 역사
3. SEM의 작동 원리
4. SEM의 구성
5. SEM의 분해능
6. SEM의 시편준비
7. SEM으로 관찰한 여러 가지 영상
1. SEM이란?
SEM은 주사전자 현미경으로서 고체 상태의 미세조직과 형상을 관찰하는데 매우 유용하게 사용되는 분석기기 중 하나이다. 기존의 광학현미경의 최대 확대배율은 1,500배이다. 이 값이상은 해상능(Resolution)이라고 하는 렌즈(빛)의 성질에 의해 제한을 받는다. 분해능 (Resolution)은 illumination system의 파장, 대안렌즈나 대물렌즈의 numerical aperture(NA)에 의해 결정된다. 이러한 관계는 Abbe에 의하여 수학적으로 R = 0.61 [λ]/NA로서 표시되었다. 따라서 1.4의 numerical aperture를 가진 대물렌즈를 사용하면 가시광선([λ]avg = 550nm)을 사용하는 광학현미경의 경우에는 0.2 ㎛이다. 즉 광학현미 경으로는 두 점 사이가 0.2㎛보다 가까운 거리는 구별할 수 없다는 이야기가 된다.
광학현미경의 이러한 단점을 극복하기 위해서 전자현미경이 개발된 것이다. 광학현미경의 작동원리나 한계에 대한 물리적 법칙들이 전자현미경에도 그대로 적용된다. 차이점은 유리렌즈 대신에 전자기렌즈를 사용하는 것과 빛의 파장이 다르다는 것뿐이다. 전자들 은 전자기파의 파동성격을 지닌 하전된 입자로서 de Broglie's equation에 따르면 전자 빔의 파장은 전자들의 속도에 반비례한다. 전자 현미경의 전자총에서 방출된 전자의 속 도는 가속전압에 비례하므로 짧은 파장의 전자빔을 이용하여 고배율(90 ~ 800,000배)을 얻을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 광학 현미경와 전자 현미경을 비교하면 다음과 같다.
