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재료 분석(SEM·TEM·XRD·XPS)

TEM(투과 전자 현미경)으로 관찰할 때 시료를 두께 100 nm 정도 이하로 얇게 해야 하는 주된 이유는 무엇인가?

  1. A전자는 물질과의 상호 작용이 강해 두꺼운 시료는 투과하지 못하고, 다중 산란으로 상이 흐려지기 때문
  2. B전자의 파장이 X선보다 길어서 얇게 하지 않으면 회절이 일어나지 않기 때문
  3. C시료를 얇게 하면 전자선에 의한 대전이 늘어나 콘트라스트가 높아지기 때문
정답과 해설 보기

정답: A. 전자는 물질과의 상호 작용이 강해 두꺼운 시료는 투과하지 못하고, 다중 산란으로 상이 흐려지기 때문

전자는 전하를 가지므로 물질과의 상호 작용이 X선보다 훨씬 강하여, 가속 전압 200 kV 정도에서도 두꺼운 시료는 거의 투과하지 못하거나 여러 번 산란되어 상이나 스펙트럼이 흐려집니다. 따라서 이온 밀링이나 FIB(집속 이온 빔)로 두께 100 nm 정도 이하의 박편으로 만들어 관찰합니다. 200 kV 전자의 파장은 약 0.0025 nm로 Cu Kα선의 약 0.154 nm보다 훨씬 짧으므로, 파장이 길다는 설명은 반대입니다. 대전은 상을 흐트러뜨리는 원인이며 얇게 하는 목적이 아닙니다. 고장 분석에서는 FIB로 불량 부위를 겨냥하여 박편화하고 단면을 TEM으로 관찰하는 것이 표준적인 절차입니다.

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