SEM 실험 보고서

1. Explain the main principle of the SEM
SEM(Scanning Electron Microscope)이란 전자총으로 전자를 물질에 쏘아보내서 튀어나오는 2차전자, x선 등을 분석해서 물질표면의 미세구조를 관찰하거나 구성원소를 분석하는 장비이다. 즉, 전자빔을 발생시키고 조정하는 전자 광학 시스템으로써 빔에 의해서 특별한 정보 신호를 나타내는 시편 정보 수집기 및 탐지 시스템과 그왿� 관계되는 증폭기 그리고 한 개 이상의 화면시스템으로 구성된다.
▶ 작동원리 - 전자총의 역할은 전자를 만들고 가속시키는 역할을 한다. 전자총은 전자선(electron ray)의 형태로 사용되는 안정된 전자원을 공급한다. 충분한 양의 이차전자를 생산할 수 있을 만큼 많은 양의 1차 전자를 만들되, 자기렌즈에 의해서 작은 빔을 효과적으로 형성하도록 고안되어 있다. 원자 내의 전자는 원자핵과의 전기력 작용에 의하여 특정 위치에서 일정한 에너지를 갖고 있기 때문에 전자가 상온에서 자기 위치를 벗어나 공중으로 방출되는 일은 거의 일어나지 않지만 전자가 갖고 있는 에너지 장벽(work function) 이상의 에너지가 주어질 경우 전자가 튕겨져 나오게 된다.
SEM의 전자총에는 주로 열방사형(thermionic electron gun)과 전계방사형(field emission electron gun)으로 나뉘어진다.
전자총에 있어서, 열전자총을 사용하는 것을 흔히 SEM이라 하고, Field Emission 전자총을 사용하는 것을 FE-SEM이라 한다. FE는 열전자총과 비교하여 해상도가 높고, 고효율의 관찰이 가능하고, 필라멘트(probe)의 수명이 길다는 장점이 있다.
동원리를 간략하게 말하자면 열전자총은 히터를 가열해서 튀어나오는 열전자를 이용하는 반면, Field emission gun은 뾰족한 금속 부분에 마이너스 몇 킬로볼트의 전압을 걸어서 그 높은 전기장에 의해 전자가 뛰쳐나가게 하는 전자총이다.