해피레포트 - 주사전자 현미경-SEM [Scanning Electron Microscope]에 대해서

카테고리 : 레포트 > 자연과학계열 파일이름 :주사전자 현미경-SEM [Scanni.hwp 문서분량 : 11 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 12.05.14 / 12.05.14 구매평가 : 다운로드수 : 1 판매가격 : 2,000 원

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보고서설명
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 광학현미경으로는 두 점 사이가 0.2㎛보다 가까운 거리는 구별할 수 없다는 이야기가 된다.

본문일부/목차
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. 전자들은 전자기파의 파동성격을 지닌 하전된 입자로서 de Broglies equation에 따르면 전자빔의 파장은 전자들의 속도에 반비례한다. 전자 현미경의 전자총에서 방출된 전자의 속도는 가속전압에 비례하므로 짧은 파장의 전자빔을 이용하여 고배율(90 ~ 800,000배)을 얻을 수 있다. 첫번째 주사전자현미경은 1942년 Zworykin et al.1에 의해서 개발되었는데, 전자총이 현재 의 주사전자현미경과는 달리 밑에 있고 3개의 전자기 렌즈와 주사코일로 구성되어 있었고 2차전자에 의해서 형광스크린에 형성된 scintillation을 photomultiplier tube가 탐지하는 형태였다. 이보다 앞서 1938년 M. von Ardenne2,3이 주사전자빔을 이용하였으나 이는 얇은시편을 투과하는 전자빔, 즉 STEM(scanning transmission electronmicroscope)이였다.1948년 케임브리지대학의 C.W. Oatley는 Zworykin의 아이디어 에 기초를 두고 SEM의 제작을 시작하였으며 그의 대학원생인 D. McMullan은 박사학위 논문에서 500Å의 분해능까지 얻을 수 있다고 주장하였다. 그 후, K.C.A. Smith은 전자광학시스템의 많은 부분에 수정을 가하여 정전기렌즈 (electrostatic lens)를 전자기렌즈(electromagnetic lens)로 교체하였고 doubledeflection scanning system을 채택하였으며 보다 나은 imaging을 위하여 gammaprocessing이라는 non-linear signal processing을 이용하였다. 그 다음의 발전은 주로 신호를 수집하고 처리하는 과정을 개선한 것인데 Zworykin에 의해서 처음에 사용되었던 형광스크린과 Photomultiplier는 light pipe를 이용하여 개선되 었는데, light pipe는 scintillatior와 photomultiplier를 직접 광학적으로 연결하여 효율을 크게 높였다. 이러한 detector의 개선은 주로 T. E. Everhart 와 R. F. M. Thornley에 의 해서 개발되었는데, 따라서 이러한 detector 구성을 Everhart-Thornley detector라고 부 른다.

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