나노분석을 위한 현미경 주사전자 현미경(SEM, Scanning Electron Microscopy) 투과전자 현미경(TEM, Transmission Electron Microscopy) 주사탐침 현미경(SPM, Scanning Probe Microscopy)
da h k M G T deca hecto kilo mega giga tera 101 102 103 106 109 1012 Meter Unit(SI 접두어) da h k M G T deca hecto kilo mega giga tera 101 102 103 106 109 1012 d c m n p deci centi mili micro nano pico 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 Å = 10-10m
전자와 시편의 상호작용(1) 2θ Incident Beam (Primary electron) Backscattered electron Auger electron Secondary electron Cathodoluminescence X-ray Absorbed electron Specimen 2θ Transmitted electron
현미경 분해능 R = = 400 nm = 1.7 Sin = 0.9 R = 150 nm M = 1000
De Broglie’s Wavelength 전자의 파장 De Broglie’s Wavelength 가속전압(kV) 100 200 300 1000 파장(nm) 0.0037 0.00251 0.00197 0.00087 = =
전자현미경 분해능 R = 가속전압 200kV = 0.00251 nm = 5 10 rad R = 0.3 nm
전자와 시편의 상호작용(2)
SEM Image Produce
SEM Column
SEM Detector
Magnification
Electron Gun(W-filament)
Various Types of Guns Emitter type Thermionic Thermionic Cold-FE Cathod material W LaB6 W(310) Operating temp. 2,300 1,500 ambient Cathod radius(nm) 60,000 10,000 100 Beam diameter 10-20kÅ 10-20kÅ 30-50Å Brightness(A) 1 X 104 1 X 105 1 X 107 Vacuum(pa) 10-3 10-5 10-7
Electron Gun(W-filament)
Electron Gun(LaB6)
Cold-Field Emission Gun
Cold Field Emission Gun
FE-SEM High Brightness: X 1,000 than W High Resolution: 1.6nm High Mag.: 20-500,000 mag. Low Voltage: 0.5-30kV
투과전자 현미경의 기능 영상분석 전자회절 화학분석 미세구조 해석 명시야상(BF) 암시야상(DF) Lattice Image 영상분석 전자회절 화학분석 미세구조 해석 명시야상(BF) 암시야상(DF) Lattice Image HR-TEM 결정구조 분석 제한시야 회절(SAD) KiKuchi 도형 수렴성 빔 전자회절(CBED) 에너지분산 분광법(EDS) 에너지손실 전자분광법(EELS)
투과전자 현미경의 구조
TEM 구성 요소
TEM Sample Preparation
K X-ray Generation