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전자현미경으로 이미지관찰시 변형에 관해서

2015-02-26 org.kosen.entty.User@70e48db 변성천(rg1000)
  • 4
전자현미경으로 코팅된 두께를 측정하기 위해 단면 관찰을 하는 경우가 있습니다. 코팅된 면에 초점을 맞추기 위해 배율을 올리면 이미지 변형이 생기는 것 같습니다. 그래서, 초점을 맞추기 위해 확대된 부분의 이미지가 약간 패인듯하게 보입니다. 그러면, 이미지중에서 일정한 부분을 측정하여 결과치로 줍니다.  제가 궁금한 것은 전자빔에 의한 열변형이 생기는 것같은데, 그러면, 전자빔의 가속전압, 프로브 전류량, 샘플의 특성등을 고려하여 열 변형이 어느정도 생길지를 예측한다거나, 샘플의 열변형률을 예측하고 가속전압을 적절하게 선택하는 방법이 따로 있는지 궁금합니다.
  • 전자현미경
  • 변형
  • 이미지
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답변 4
  • 답변

    김강형님의 답변

    2015-02-27
    • 1
    이런 현상 때문에 넓게 관찰하다가 점점 좁은 범위로 배율을 높여가는 방식으로 관찰합니다.
    검게 사각형으로 변색되는 것을 탄다고 말하곤 했는데 그것의 이유는 전자가 charging되기 때문이라고 합니다.
    물론 열변형도 있을 수 있겠지만 나머지 부분이 heat sink역할을 하니까 열변형보다는 전자충돌과 일부 전자가 부착되는 문제라고 보여집니다. 그래서 메이커에서는 가속전압을 처음부터 너무 높이는 것을 권하지 않는 것 같습니다.
     
     
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    이런 현상 때문에 넓게 관찰하다가 점점 좁은 범위로 배율을 높여가는 방식으로 관찰합니다.
    검게 사각형으로 변색되는 것을 탄다고 말하곤 했는데 그것의 이유는 전자가 charging되기 때문이라고 합니다.
    물론 열변형도 있을 수 있겠지만 나머지 부분이 heat sink역할을 하니까 열변형보다는 전자충돌과 일부 전자가 부착되는 문제라고 보여집니다. 그래서 메이커에서는 가속전압을 처음부터 너무 높이는 것을 권하지 않는 것 같습니다.
     
     
    등록된 댓글이 없습니다.
  • 답변

    신동협님의 답변

    2015-02-27
    • 1

    첨부파일

    안녕하세요.
    SEM을 찍다보면 자주 접하는 현상이죠. 저는 가속빔에 의해서 물질이 변형된 것이라고 생각합니다.
    그 이유는 그 자국이 상당히 오랫동안 지속되기 때문입니다. 또한 위분께서 언급하신 전자부착도 하나의 이유가 될 수 있을 것 같습니다.

    특별하게 이미지가 변형되는 것을 예측하여 적정 가속전압을 알려주는 프로그램은 없습니다. 단지 본인이 여러가지 가속전압과 working distance, conductor coating 등으로 본인의 샘플의 적절 분석 조건을 찾아야할 것으로 생각됩니다. 또한 가속전압은 커질수록 표면의 거칠기 분해능이 떨어지는 문제점도 가지고 있습니다. 그러므로 가능한 가속전압은 낯추고 working distance는 가깝게 하면 좋은 이미지를 찍을 수 있을 것으로 생각됩니다. 또한 전도도가 매우 낮다면 holder와 샘플을 carbon tape 등으로 연결해주는 것도 도움이 됩니다. 그럼 좋은 이미지를 얻기 바랍니다.  
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    안녕하세요.
    SEM을 찍다보면 자주 접하는 현상이죠. 저는 가속빔에 의해서 물질이 변형된 것이라고 생각합니다.
    그 이유는 그 자국이 상당히 오랫동안 지속되기 때문입니다. 또한 위분께서 언급하신 전자부착도 하나의 이유가 될 수 있을 것 같습니다.

    특별하게 이미지가 변형되는 것을 예측하여 적정 가속전압을 알려주는 프로그램은 없습니다. 단지 본인이 여러가지 가속전압과 working distance, conductor coating 등으로 본인의 샘플의 적절 분석 조건을 찾아야할 것으로 생각됩니다. 또한 가속전압은 커질수록 표면의 거칠기 분해능이 떨어지는 문제점도 가지고 있습니다. 그러므로 가능한 가속전압은 낯추고 working distance는 가깝게 하면 좋은 이미지를 찍을 수 있을 것으로 생각됩니다. 또한 전도도가 매우 낮다면 holder와 샘플을 carbon tape 등으로 연결해주는 것도 도움이 됩니다. 그럼 좋은 이미지를 얻기 바랍니다.  
    변성천(rg1000) 2015-02-27

    샘플 표면이 검게 되는 경우는 하이드로카본이 달라붙어 생기는 경우이고요. 전자빔이 가진 에너지의 90%가 열로 변환된다고 들었습니다. 그래서, 열변형이 일어나는 것을 묻고싶습니다. 박막의 두께가 얇아서 100,000배에서 측정을 원하고 그래서 200,000- 300,000 사이에서 초점을 잡습니다. 그럴때 생기는 문제입니다. 저배율에서야 가속 전자빔의 에너지가 높더라도 넓은 범위에 영향을 주어서 그런 현상은 관측되지 않습니다.

  • 답변

    강광철님의 답변

    2015-02-28
    • 1
    SEM은 본인이 원하는 이미지를 잘된부분을 확인하는 분석툴이라 생각해요..
    카본테이프로 샘플을 고정하기에 검은부분이 많이 관찰되지요.
    페인부분은 열변형일수도 있고 코팅이 골고루 안될경우일수도 있을것으로 판단되네요..
    반복실험을 해서 원인을 찾아보면 해결될수도 있을것 같네요.
    답변수정
    SEM은 본인이 원하는 이미지를 잘된부분을 확인하는 분석툴이라 생각해요..
    카본테이프로 샘플을 고정하기에 검은부분이 많이 관찰되지요.
    페인부분은 열변형일수도 있고 코팅이 골고루 안될경우일수도 있을것으로 판단되네요..
    반복실험을 해서 원인을 찾아보면 해결될수도 있을것 같네요.
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  • 답변

    김병관님의 답변

    2015-03-03
    • 1
    전자현미경에서 고에너지의 전자를 쏘고 흡수반사, 투과 되는 에너지를 이미지화 하여 관찰하게 되기 때문에 샘플이 전기를 잘 통하지 못하면 윗분들 말씀처럼 charging되어 검게 보이거나 샘플의 열변형이 일어날 수 있습니다. 정확한 예측 된련해서 연구된 바가 있는지는 잘 모르겠으나 실제 실험했을 때 Pt 코팅이나 C 테이프로 charging을 최대한 줄이면 유기물 같이 전기가 잘 안 통하는 물질인 경우 전자빔의 가속전압을 5kV 내외, 프로브 전류량을 10 정도로 했을 때 측정 가능했습니다. 그리고 처음에는 낮은 전압, 낮은 배율로 보시다가 확대해 들어갈 때 잘 안 보이면 전압을 높이는 방법도 샘플의 손상을 줄이면서 측정하실 수 있습니다.
    답변수정
    전자현미경에서 고에너지의 전자를 쏘고 흡수반사, 투과 되는 에너지를 이미지화 하여 관찰하게 되기 때문에 샘플이 전기를 잘 통하지 못하면 윗분들 말씀처럼 charging되어 검게 보이거나 샘플의 열변형이 일어날 수 있습니다. 정확한 예측 된련해서 연구된 바가 있는지는 잘 모르겠으나 실제 실험했을 때 Pt 코팅이나 C 테이프로 charging을 최대한 줄이면 유기물 같이 전기가 잘 안 통하는 물질인 경우 전자빔의 가속전압을 5kV 내외, 프로브 전류량을 10 정도로 했을 때 측정 가능했습니다. 그리고 처음에는 낮은 전압, 낮은 배율로 보시다가 확대해 들어갈 때 잘 안 보이면 전압을 높이는 방법도 샘플의 손상을 줄이면서 측정하실 수 있습니다.
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