생활광학 전자현미경 tem sem

목차

1. 서론
1) 전자현미경의 종류
2) 왜 전자를 사용하는가?

2. 투과전자현미경(TEM)
1) 투과전자현미경이란?
2) 가속전자와 시료의 반응

3. 주사전자현미경(SEM)
1)주사 전자 현미경이란?
2) SEM의 원리
3) SEM의 분해능(resolution)
4) 구성요소
5) 신호의 종류
6) SEM의 시료준비
7) SEM에 의한 image

4. 결론
1) TEM과 SEM의 비교

5. 참고자료

본문내용

platinum, 혹은 gold/palladium alloy의 금속을 sputter coating machine을 사용하여 coating인다. 금속 coating은 시편에 축적되는 고전압의 하전을 specimen stub과 접지된 SEM의 시료실(specimen stage)을 통하여 방전시킨다. 시편의 coating은 정전하를 방지하는 역할 외에도 우수한 2차전자의 source로서 작용하고 또 고 에너지의 입사비임이 시편과 충돌할 때 발생하는 열을 방출시키는 역할도 한다.
(4) Sputter Coating Procedure
SEM시편을 얇은 금속 막으로 coating하는데 가장 많이 사용되는 방법은 plasmasputtering 혹은 sputter coating procedure라고 불리는 방법이다. 시편이 부착된 metal stub을 specimen chamber 넣은 다음 rotary vacuum pump를 사용하여 진공을 유지하도록 한다. 이렇게 진공을 유지하는 이유는 시편의 표면에 damage를 줄 가능성이 있는 수분 및 산소분자를 제거하기 위한 것이다. Specimen chamber가 적절한 진공 수준에 이르렀을 때 Argon과 같은 불활성기체를 100m torr정도의 부분 진공상태를 유지할 정도의 유량으로 서서히 chamber속으로 주입시킨다. 1 - 3 kV의 전압을 target (Au/Pd)에 걸어서 Argon gas 분자들이 Ar+과 전자들로 되도록 이온화시키면 (-)로 하전된 target에 Ar+ 이온들이 충돌하여 금속원자들이 방출된다. 이렇게 방출된 원자들은 chamber내의 Ar+이나 전자들과 같은 여러 이온과 충돌한 다음 결국 시료의 표면에 쌓여 금속 coating을 형성한다. 이 때, 금속원자들이 직선이 아니라 임의의 방향으로 쌓이게 된다는 사실이 중요한데, 이는 시료를 여러 각도에서 충돌하게 되어 불규칙하게 생긴 시료의 파단면도 일정한 두께로 coating이 되도록 해준다. 시료에 coating되는 두계는 시료의 형상과 current의 양에 따라 차이가 나지만, 일반적으로 15 - 40nm 정도의 두께가 적절하다.
7) SEM에 의한 image
다음의 그림들은 Bi-Sr-Ca-Cu-O 고온초전도체 system에서 발견되는 불순물상으로서 Bi-free phase를 SEI(Secondary Electron Image), BEI(Back-scattered Electron Image), 그리고 Bi-원소에 대한 X-ray dot mapping을 한 사진들이다. SEI에서는 표면의 상세한 부분을 관찰할 수 있으나 기지상(matrix phase)가 2가지의 상으로 구성되어 있는 것이 잘 관찰되지 않는 반면, BEI mode에서는 Back-scattered Electron의 강도가 원자번호에 비례하므로 원자번호가 큰 원소가 많이 포함되어 있는 부분은 밝게 나타나고 그렇지 않은 부분은 어둡게 나타나서 쉽게 상들을 구별할 수 있다. 또한 각 원소의 분포는 마지막 그림과 같이 X-ray dot mapping으로서 쉽게 알 수 있다.
SEM의 2차전자, 후각 산란전자, X-ray 에 의한 image
4. 결론
1) TEM과 SEM의 비교
전자현미경에는 크게 나누어 투과전자현미경( Transmission Electron Microscope)과 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)으로 구분할 수 있다. 이의 구조상 차이는 광학현미경의 투과 형과 반사형의 차이와 같다고 하겠으며 시료를 준비하는 작업 역시 광학현미경의 그것으로 투과전자현미경과 주사전자현미경을 구분지어도 크게 무리는 없을 것이다. 투과전자현미경 에서는 고에너지를 갖는 전자선이 전자렌즈 계를 거쳐 시료를 통과하여 형광판에 상을 맺게 되므로 그 시료는 극히 얇아야 된다는 것을 전제 조건으로 하고 시료의 밀도, 두께 등의 차이에 따른 명암(contrast)상을 얻을 수 있다. 또한 시료에 도달하는 전자선을 회절 시켜 회절상을 얻을 수 있으므로 원소내부의 정보도 얻을 수 있다. 그러나 주사 전자현미경은 상을 얻는 방법이 아주 달라 전자선이 시료면 위를 면상으로 주사(Scanning) 할 때 시료에서 발생되는 여러 가지 신호 중 그 발생확률이 가장 많은 이차전지(Secondary Electron) 또는 반사전자(Backscattered Electron)를 신호원으로 CRT( Chthode Ray Tube)상에 시료와 동시에 주사시켜 한 면(Frame)의 화면을 만든다. 따라서 주사전자현미경에서는 주로 시료표면의 정보를 얻을 수 있고 시료 크기 및 준비에 크게 제약을 받지 않는다. 현재 이 두 종류의 전자현미경은 각기 다른 목적으로 발전되고 사용되어져왔으나 투과형 전자현미경의 주사형 전자현미경에 비해 그 구조상 복잡성과 운전이 쉽지 않은 점, 가격이 비싼 점 등 때문에 주사전자현미경이 그 보급률에서는 앞서가고 있다. 응용에 있어서 투과 전자현미경은 금속, 세라믹, 반도체, 고분자합성체 등의 재료분야, 의학 등의 생체시료 조직관찰에 주로 사용되고 주사전자 현미경은 거의 모든 분야에서 광학현미경의 영역을 커버하며 이에 분석 장비를 추가하여 분석 장비로써의 영역도 확보해 나가고 있다.
5. 참고자료
○ 투과전자현미경 - 대한금속재료학회지 1996 vol.9, NO.6 김경홍
○ http://tempark.hihome.com/tem.html
○ http://plaza.snu.ac.kr/~jsjang/content/instruments[tem].htm
○ http://cc.kangwon.ac.kr/~itnam/lecture/microscopy/tem.html
○ http://library.kriss.re.kr/msjournal/1998/212/21202.html
○ http://www.bioem.com/inc/lecture.php
○ http://www.icomm.re.kr/~esbyon/work/sem/chap2.html
○ http://bioem.com/http://ksemt.com/down.html
○ http://www.chosun.ac.kr/~crc/down/o.htm

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