SEM 분석원리/해상도/이미징/탄소/EDS-SEM

어우 오랜만에 글을 쓰네요. 이 업에대해서 생각보다 제가 관심이없고 다른일을 하고싶어서 그럴까요..

아무튼 오늘은 SEM에 대해 간략히 알아보겠습니다. 저는 엘립소미터만 다뤄서 상당히 부실할수도 있는 글이 될 예정입니다.

 

SEM은 주사형 전자현미경이라는 이름이며 주사라는 의미는

①텔레비전 수상기나 컴퓨터의 표시 장치에서, 전자 빔을 형광면의 내부 표면 위에서 옆으로 한 줄씩 조사(照射)하여 화상 정보가 있는 픽셀을 밝혀 화상을 형성하는 것.
②팩스나 스캐너, 기타 광학 기술을 응용하는 장치에서 광감응 장치를 텍스트의 페이지, 사진, 도면, 그림 등 화상의 표면에 조사하여 그 표면의 밝은 영역과 어두운 면을 컴퓨터가 해석할 수 있는 2진 숫자로 변환하는 것.
③어떤 데이터를 찾거나 재배열하기 위해 저장되어 있는 목록 중의 모든 데이터 요소를 차례로 조사(調査)하는 것.
④공간적인 패턴의 구성 부분을 차례로 조사해서 공간 각 부분의 연속된 정보를 시간적 계열로 변환하는 조작 및 그 반대의 조작.
⑤데이터의 송신원(送信源)과 수신처를 결정하기 위해 통신 회선이나 입출력 채널, 그 밖의 필요한 장치를 차례대로 전부 조사하는 것.

이렇게 있는데 1-5 모두를 포함하는 말인듯 합니다.

 

한마디로 요약하면 뭔가를 쏴줘서 그 쏴준것을 바탕으로 나온걸 분석하는 현미경이라는겁니다. 여기에서 쏴주는거는 전자빔이고 나온것은 2차전자입니다. 전자빔을 샘플에 쏴서 튀어나온 2차전자를 검출하고 그것을 아주 증폭한뒤에 똑똑한 분들이 만든 회로에 넣으면 짠 하고 시료표면을 볼 수 있는겁니다. 

 

비유하자면 물에다가 돌(전자빔)을 던지고 그러면 튀어나온 물(2차전자)을 분석해서 물의 성분이나 뭐 그런걸 보는 느낌같은 느낌이죠.

 

그걸 복잡한 기계로 보면 바로 위의 그림과 같습니다. 물론 우리는 겉껍데기만 보고 요리조리 조절해서 쓰기만할거니까 막 전문가가 되실거아니면 원리만 이해하시면 될 듯 합니다.

 

그리고 SEM 측정을 하다보면 넣지도 않은 탄소 즉, Carbon이 측정되는데 이는 챔버에 들어가는 오일이나 기타 물질에서 발생한 탄화수소가 있을 수 있으며 대부분의 원인은 뭐 우리가 샘플을 붙이기 위해 사용하는 carbon tape에서 나오는 경우가 많습니다. 이는 여러 측정장비에서도 동일한 문제를 만들어내죠.

언젠가 염산에 담근 알루미늄을 측정한 자료

사진은 이렇게 나옵니다.

SEM은 일반적으로 수 나노미터 까지 측정합니다. 또한 EDS-SEM 이라고해서 SEM에서 조금 더 업그레이드 버전이 있는데 전자빔을 쏘았을때 2차전자 외에 X선 즉 X-RAY가 나오게 됩니다. EDS는 이를 분석해주는 도구로 표면측정만 되는 SEM에서 X선을 분석해 표면의 화학적성분들을 추가로 분석이 가능하도록 도와줍니다. 

 

생각보다 더 많이 쓸 내용이 없네요. 궁금한점은 질문해주세요. 같이 서치해보도록 하겠슴다.