[KOR] [Tech.] SEM & EDS

[KOR] [Tech.] SEM & EDS
 
=====SEM & EDS=====
SEM(Scanning Electron Microscopy)은 전자주사현미경, EDS(Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy)는 X선 분광 분석기입니다. SEM은 높은 해상도의 이미지를 촬영할 수 있으며, EDS는 물질의 원소 구성과 양을 파악할 수 있습니다.
 
=====SEM & EDS 원리=====
SEM은 전자 총량 증폭방식으로 샘플 표면에 직접 전자를 쏘아 미세 구조를 관찰하는 장비입니다. 전자 쏘기, 샘플 표면에서 방출되는 신호 수집, 이미지 생성 등의 과정을 거칩니다. EDS는 SEM에서 생성된 전자 빔이 샘플 내의 원자를 충돌시켜 X-선을 방출하는 현상을 이용합니다. 이 X-선의 빈도와 강도를 분석하여 원소 구성과 양을 파악합니다. SEM은 전자 쏘기와 이미지 생성, EDS는 X-선 분석으로 물질의 구성을 확인합니다.
둘은 같은 장비 내에서 동시에 사용될 수 있어서 SEM으로 이미지를 촬영하고, EDS로 해당 영역의 원소 구성을 파악할 수 있습니다. SEM은 전자 총량 현미경으로, 샘플 표면에 전자 빔을 쏘아서 생기는 상호작용에서 발생하는 신호를 검출하여 이미지를 생성합니다. SEM은 전자 총량 현미경으로, 전자 광학 현미경과 유사한 방식으로 동작하지만, 샘플의 표면을 훨씬 더 자세하게 살펴볼 수 있습니다. SEM은 샘플 표면에 고에너지 전자 빔을 쏘아서, 샘플 표면에서 산란된 전자를 검출합니다. 이때 검출되는 신호는 샘플의 표면 형상과 구성요소, 즉 결함, 결정 구조, 구성 성분 등을 나타내는 정보를 담고 있습니다. 이렇게 검출된 신호는 컴퓨터로 전달되어 이미지로 출력됩니다. SEM은 주로 고체, 즉 금속, 세라믹, 전자 고분자 등의 물질을 분석하는 데 사용됩니다. SEM은 물론 전자 총량 현미경이지만, 이외에도 다양한 모드를 지원하여 다양한 분야에서 사용됩니다.
예를 들어, SEM은 X-선 분석, 전자 밀도 측정, 전자 기파 측정 등 다양한 분석 기능을 제공합니다.
그렇다면 SEM을 사용하는 이유는 무엇일까요? SEM은 매우 높은 해상도로 샘플의 표면 구조를 분석할 수 있기 때문입니다. SEM은 표면의 구조 및 특성을 분석하는 데 있어서 미세 구조의 표면 모양, 크기, 결함, 결정 구조, 결합 상태 등을 분석할 수 있어서, 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 예를 들어, SEM은 재료 과학 분야에서는 물질의 구조 및 특성을 분석하는 데 사용되며, 생명 과학 분야에서는 세포 구조를 분석하는 데 사용됩니다. 그러므로, SEM은 매우 유용한 분석 도구 중 하나입니다. SEM의 작동 원리는 간단합니다. SEM은 전자 총기로부터 전자를 방출하고, 이 전자들이 표본 표면으로 쏘아져 반사되거나 흡수됩니다. 이 과정에서 샘플 표면에서 발생하는 반사 전자와 2차 전자를 수집하고, 이를 적절하게 처리하여 영상으로 나타냅니다. 전자 총기의 위치와 표본과의 거리를 조절하여 이미지를 획득할 수 있습니다. SEM에서 사용되는 전자 총기는 크게 대형 전자 총기와 필드 방출 전자 총기(FEG)로 구분됩니다.
대형 전자 총기는 카소드 광전자관(CRT)의 원리를 사용하여 전자를 방출하고, FEG는 표면 전자를 증폭시켜 전자를 방출하는 원리를 사용합니다. FEG를 사용한 SEM은 고해상도 이미지를 얻을 수 있으며, 샘플과 총기 사이의 거리가 가까울 때도 이미지를 획득할 수 있습니다. 이미지는 전자가 충돌하여 발생하는 2차 전자와 샘플에서 발생하는 반사 전자를 수집하여 생성됩니다. 이러한 전자들은 각각 다른 신호를 생성하며, 이를 수집하여 이미지를 생성합니다. SEM은 이러한 신호를 수집하고 적절하게 처리하여 영상으로 표시합니다. SEM의 작동 원리를 더 자세히 설명하면, SEM은 표본 표면에 초점을 맞추고, 전자 총량을 조절하여 표본 표면에서 반사된 전자를 수집합니다. 이 수집된 전자들은 검출기에서 측정되어 이미지로 변환됩니다. SEM에서는 전자 광학 렌즈를 사용하여 전자 광선을 집중시킵니다. 이 광선은 샘플의 표면을 비추면서, 표면에서 반사된 전자를 수집합니다. 이 때, 샘플 표면에서 반사된 전자의 수는 샘플 표면의 형태와 특성에 따라 달라집니다. SEM에서는 전자 총량을 조절하여 샘플 표면에서 반사된 전자의 양을 조절할 수 있습니다. 이를 통해 샘플 표면의 특정 지점에서만 전자를 수집하여 고해상도 이미지를 얻을 수 있습니다. 이렇게 수집된 전자들은 검출기에서 측정되어 이미지로 변환됩니다. SEM에서는 대부분 광전자 검출기를 사용하여 수집된 전자를 측정합니다. 광전자 검출기는 수집된 전자들을 광자로 변환하여 측정하며, 이를 통해 더욱 정확하고 고화질의 이미지를 얻을 수 있습니다.
SEM은 전자 총량 분석기(Electron Gun)에서 전자를 발생시켜서, 이전에 언급한 것처럼 샘플 표면에 빔을 쏘아 보낸 후, 샘플에서 반사되거나 흩어진 전자를 탐지기(Detector)로 캐치하여 이미지를 생성합니다.
이러한 작동 원리는 전자 광학(microscopy) 원리와 유사하지만, SEM은 전자를 발생시켜 샘플 표면에 직접 쏘아서 생성된 이미지를 취득한다는 점에서 차이가 있습니다. SEM은 전자 광학과 같이 광학 현미경과 달리, 샘플의 표면을 직접 조사하기 때문에, 광학 현미경보다는 매우 높은 분해능을 갖고 있습니다. 또한, SEM은 샘플의 표면을 가속전압에 의해 충돌된 전자로 인해 구조적 변화나 손상이 일어날 수 있으나, 빔의 직접 충돌이 아닌 샘플과 비접촉 방식으로 작동하기 때문에 이러한 부작용이 줄어듭니다. 이러한 이유로 SEM은 나노급 물체의 분석에 매우 유용하게 사용됩니다. 특정 원자 또는 분자의 존재를 나타내는 이미지를 생성하기 위해 SEM은 전자 광선을 사용합니다. SEM에서 사용되는 전자 광선은 열전자 방출을 통해 발생하며, 전자 광선의 에너지는 전자 광원에서 생성된 전자들의 전압에 의해 조절됩니다. 전자 광선은 광학 렌즈를 통해 표본 표면으로 집중되고, 표본 표면에서 반사되는 전자들이 검출기로 돌아가서 이미지를 생성하는데 사용됩니다.
 
=====SEM 구조=====
SEM은 크게 전자 광학 부분과 검출 부분으로 구성됩니다.
전자 광학 부분은 전자 광원, 표본과 광학 렌즈, 그리고 광학 렌즈들 간의 전자 광선을 제어하는 컴퓨터 제어 장치로 구성됩니다. 검출 부분은 전자 광선이 표본과 상호 작용하면서 방출되는 다양한 신호를 검출하는 장치들로 이루어져 있습니다. SEM의 전자 광원은 주로 열전자 방출을 이용한 열전자총 (thermionic gun)을 사용합니다. 이는 발열선을 이용하여 전자를 발생시키는 원리로 동작합니다. 전자 광원에서 발생된 전자들은 높은 전압을 가지는 광학 렌즈에 의해 집중된 후, 표본과 상호 작용하면서 다양한 신호를 방출합니다. 이때 방출되는 신호는 SEM에서 다양한 신호를 검출하는 장치들에 의해 검출됩니다. 대표적으로는 1차전자, 2차전자, 역산전자, 물론전자 등이 있으며, 이들 신호를 이용하여 표본의 표면 형상, 조성, 결정 구조, 전기 및 자기적 특성 등을 분석할 수 있습니다. 이 전자 광선은 샘플 표면에서 상호작용하면서 발생하는 다양한 신호를 감지합니다. 이러한 신호는 전자 광선과 샘플의 상호작용에 따라 다양한 형태로 나타나며, SEM에서는 이러한 신호들을 적절한 검출기를 통해 수집하고 이미지로 변환하여 표시합니다.
 
=====SEM 종류=====
SEM은 기본적으로 전자 광학 현미경으로서, 표본 표면의 표면상 특성을 이미징하는 기술입니다. SEM의 종류는 크게 광학적 방식에 따른 필드 배율의 차이와 탐지기 종류에 따라 구분할 수 있습니다.
 
필드 배율의 차이에 따른 SEM 분류
1.광학 현미경과 SEM을 결합한 광학 전자 현미경 (OEM) : 광학 현미경으로 표본의 전체적인 형태를 관찰한 후 SEM으로 고해상도 이미지를 획득하는 방식입니다.
2.초점 이동 SEM (Focus Ion Beam SEM, FIB-SEM) : SEM에서 초점을 이동시켜 이미지를 획득하면서 동시에 FIB로 샘플을 가공하고 이를 SEM에서 검사하는 방식입니다.
3.고해상도 SEM (High Resolution SEM, HRSEM) : 기존 SEM 대비 더 높은 해상도를 가지는 SEM으로, 광학 컨디셔닝 및 광학 렌즈 개선과 집적 회로 기술 발전에 따라 가능해졌습니다.
 
탐지기 종류에 따른 SEM 분류
1.집광전자탐지기 SEM (Everhart-Thornley Detector SEM, ET-SEM) : 일반적으로 사용되는 SEM 탐지기로, 양전자가 일어나는 고에너지 전자를 집광하여 이미지를 획득합니다.
2.역산전류탐지기 SEM (Backscattered Electron Detector SEM, BSE-SEM) : 전자가 물질 내부를 통과하며 소수의 전자만 직접 산란되고 나머지는 물질과 상호작용하여 되돌아오는 전자를 탐지하여 이미지를 획득합니다.
3.이중탐지기 SEM (Dual Detector SEM, DD-SEM) : 두 개 이상의 탐지기를 사용하여 샘플의 표면과 내부를 동시에 관찰하고 이미지를 획득합니다.
4.열전자방출탐지기 SEM (Field Emission Detector SEM, FE-SEM) : FE-SEM은 섬유 모양의 광학 컨디셔닝을 사용하여 열전자 방출로부터 이미지를 획득합니다.
SEM의 대표적인 검출기로는 집광전자 검출기(SE), 이중탄성산란 검출기(Backscattered Electron Detector, BSE), X-선 발생 검출기 등이 있습니다.
 
각 검출기는 샘플과 전자 광선과의 상호작용에 따라 다양한 신호를 검출합니다.
SEM의 특징 중 하나는 높은 해상도입니다.
SEM은 전자 광선과 샘플의 상호작용에 의해 발생하는 다양한 신호를 감지하므로, 이를 이용하여 매우 높은 해상도의 이미지를 얻을 수 있습니다. 또한, SEM은 광학 현미경과 달리, 샘플의 표면 모양이나 높이 등을 측정할 수 있습니다.
다음으로, SEM은 비파괴적인 분석 기술입니다.
SEM으로 표면을 관찰하거나 구성물을 분석하는 과정에서 샘플은 파괴되지 않습니다.
따라서, SEM은 분석 대상인 샘플을 보존하면서도 매우 높은 해상도와 분해능을 갖춘 이미지를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있습니다. 또한, SEM은 다양한 샘플을 분석할 수 있습니다. SEM은 공기 중에서는 전기 방전을 일으키지 않는 비교적 저에너지의 전자 광선을 사용하기 때문에, 공기 중에서는 다양한 샘플을 분석할 수 있습니다. 또한, SEM은 고진공 환경에서도 샘플을 분석할 수 있으므로, 다양한 종류의 샘플에 대한 분석이 가능합니다.
 
=====EDS란?=====
EDS(에너지 분산 X선 분광법)는 SEM과 함께 사용되는 분석 기술 중 하나입니다.
SEM에서 표본 표면에 전자를 쏘아서 표본 표면에서 나오는 역산 Strems을 수집하여, 표본 표면에서 X-선을 발생시킵니다. 이렇게 발생한 X-선은 각각의 원소마다 고유한 파장을 가지므로, X-선의 파장을 분석하여 표본 내의 원소 조성을 알아낼 수 있습니다.
EDS 분석은 X-선 발생 및 감지 원리를 사용하며, 분광기로부터 수집 된 X-선 에너지 스펙트럼을 분석하여 표본 내의 원소 조성을 식별하는 방법입니다. 분석을 위해 SEM에서 전자를 이용하여 샘플 표면에 X-선을 발생시킵니다.
이 X-선은 각각의 원소마다 고유한 에너지를 가지므로, 분광기로부터 수집 된 X-선 스펙트럼을 분석하여 표본 내의 원소 조성을 확인할 수 있습니다.
EDS는 분석 대상이 표면에 노출되어 있어야하며, 대상은 일반적으로 고체 또는 분말 샘플입니다. EDS는 SEM과 함께 사용되기 때문에 SEM 이미지와 EDS 분석을 결합하여 샘플의 표면 형태와 화학 조성을 함께 파악할 수 있습니다. EDS는 다양한 분야에서 화학 조성 분석에 많이 사용되며, 주로 재료 과학, 지질학, 화학 등 분야에서 활용됩니다. EDS는 X-선 분광분석기를 이용하여 샘플의 원소 구성을 분석하는 기술입니다.
EDS는 SEM과 함께 사용되는 경우가 많은데, SEM에서 샘플 표면에 전자를 쏘아 샘플로부터 방출된 X-선을 측정하여 원소 구성을 파악합니다.
EDS에서는 샘플에 전자를 쏘아 원자가 이를 흡수하면서 원자 내부 전자가 새로운 궤도로 이동하면서 에너지를 방출합니다. 이 방출된 에너지가 X-선 형태로 발생하며, 이를 EDS에서 측정하여 원소 구성을 파악합니다.
EDS는 다양한 분야에서 활용되는데, 예를 들어 재료 연구 분야에서는 다양한 합금의 원소 구성을 분석하여 그 성질을 파악하는 데에 활용됩니다. 또한, 화학 분야에서는 화학 반응의 산물을 분석하여 반응 경로를 추론하는 데에도 사용됩니다.
 
=====EDS 원리=====
EDS(에너지 분산 스펙트럼)는 SEM과 함께 사용되는 분석 기술 중 하나로, 샘플 표면에 쏘아져 나온 전자들과 상호작용하여 생성된 X-선 스펙트럼을 분석하여 원소의 구성을 파악하는 기술입니다. EDS에서는 샘플 표면에 SEM에서 생성된 전자를 쏘아서, 샘플 내부의 원자들을 광물질 내의 전자들과 상호작용시키고 활성화합니다. 이러한 활성화된 원자들은 빠르게 원래 상태로 돌아가면서, 이 때 X-선을 방출합니다.
이렇게 방출된 X-선은 각각의 원자에 대응하는 특정한 에너지를 가지고 있으며, 이 에너지를 분석하여 해당 원소를 식별할 수 있습니다. EDS 분석에서는 X-선의 에너지 분산 스펙트럼을 측정하여 각각의 원소가 샘플에서 얼마나 존재하는지 분석합니다.
이렇게 분석된 스펙트럼은 다양한 소프트웨어를 사용하여 원소 구성을 식별하고, 이를 통해 샘플의 화학적 구성을 파악할 수 있습니다. EDS의 작동 원리를 보다 자세히 설명하자면, 먼저 샘플 표면에 전자 빔을 쏘면, 이전에 설명한 바와 같이 샘플 내부의 원자들은 전자를 흡수하고, 새로운 전자를 방출하며 다양한 에너지 준위 상태에 놓이게 된다. 이 때 방출된 전자는 샘플을 둘러싼 검출기로 향하게 되며, 이 과정에서 검출기는 전자의 운동 에너지를 측정하여 해당 전자가 어떤 원자에서 나왔는지, 그 원자의 종류는 무엇인지 등을 결정한다.
EDS 분석에서는 이러한 전자-원자 상호작용에 대한 정보를 X-선 스펙트럼으로 해석한다.
특정 원자에서 나온 전자는 특정한 X-선 에너지를 방출하며, 이 에너지는 해당 원자의 전자 구조에 따라 고유한 값을 가지게 된다. 이를 통해 검출된 X-선 스펙트럼을 분석하면 샘플 내부의 원자 구조 및 성분 정보를 파악할 수 있다.
EDS 분석은 SEM과 결합되어 사용되는 경우가 많으며, 이 경우 SEM으로 샘플의 표면을 살펴본 후, EDS로 해당 부위의 성분 분석을 진행하는 방식으로 활용된다. 이를 통해 미세한 샘플 내부의 성분 분석이 가능해지며, 이는 다양한 분야에서 활용되고 있다. EDS는 X선 방출 분광학 분석기로, SEM과 같은 샘플 대면 분석 기술입니다.
샘플 표면에 전자 빔을 조사하여 X-선을 발생시키고, 이 X-선을 분광학적으로 분석하여 샘플 내의 원소 구성을 파악합니다. EDS는 샘플 표면에서의 X-선 방출 위치를 정확하게 파악하여, 각 위치에서의 원소 함량과 그 분포도를 측정할 수 있습니다.
EDS 분석의 기본 원리는 흔히 특성 X선을 방출하는 원소들이 특정한 물질과 상호작용할 때 발생하는 것입니다. 전자 빔이 샘플과 상호작용하면서 X-선이 방출되는데, 이 X-선은 각각 특정한 에너지와 특정한 주파수를 가지므로, 이를 분광학적으로 분석함으로써 샘플 내의 원소 구성을 파악할 수 있습니다.
EDS는 주로 고체 샘플의 구성 분석에 사용되며, SEM과 연계하여 사용됩니다. SEM의 전자 빔을 조사하면서 샘플의 표면을 스캔하고, 스캔된 영상을 통해 특정 부위의 원소 구성을 분석합니다. EDS 분석은 원소 분석 뿐만 아니라 결합 상태 및 결합 에너지 등도 측정할 수 있어서, 다양한 분야에서 활용됩니다.
 
=====시편준비방법=====
SEM에서 관찰할 수 있는 샘플의 크기와 형태에 따라 다양한 샘플 준비 방법이 있습니다.
예를 들어, 대부분의 고체 샘플은 표면을 매끄럽게 깎아서 작은 크기로 만들어진 덩어리를 사용하거나, 표면을 광택 내게 연마한 후 금속으로 코팅하여 SEM에서 관찰할 수 있는 상태로 만들어 사용됩니다. 또한, 액체나 가스 샘플을 SEM에서 관찰하고자 할 때에는 적절한 샘플 홀더나 샘플 청소기 등의 장비가 필요합니다.
이 외에도 샘플 준비는 SEM 분야에서 중요한 주제 중 하나이며, 샘플의 종류와 크기에 따라 적절한 샘플 준비 방법을 선택하여야 합니다. 현미경 분야에서 최근에는 AI 기술이 활용되고 있습니다.
예를 들어, SEM 이미지를 분석하여 물질의 구조와 성질을 파악하고 분류하는 등의 작업에서 AI를 활용하는 연구가 진행되고 있습니다. 이를 통해 기존에는 시간과 인적자원이 많이 필요했던 분석 작업을 자동화할 수 있으며, 더욱 정확하고 효율적인 분석이 가능해집니다. 또한, SEM 이미지를 분석하여 물질의 특징을 학습하는 AI 모델을 개발하여 새로운 물질의 특성을 예측하는 등의 응용도 연구되고 있습니다. SEM은 대부분의 경우 전자 광학 현미경으로 구성되어 있으며, 표면의 이미지를 생성하기 위해 빔을 샘플에 쏘아 올리고, 이를 샘플에서 튀어나온 신호와 함께 수집합니다.
이 과정에서 샘플과 빔간의 상호작용이 일어나며, 이를 통해 다양한 정보를 얻을 수 있습니다.
SEM은 이미지를 생성하는 데 있어서 매우 높은 해상도를 제공하며, 이를 통해 물질의 세부적인 특성을 파악할 수 있습니다. 또한, SEM은 비파괴적인 분석 방법으로서, 다양한 샘플에 대한 분석이 가능합니다.
예를 들어, 생물학적 샘플을 분석할 때, SEM은 세포의 모양, 크기, 표면 구조 등을 파악할 수 있습니다.
또한, SEM은 나노 물질의 구조와 특성을 연구하는 데에도 매우 유용하게 사용됩니다.
전자현미경 시편은 대상물질을 산화물로 변환하고, 그것을 체결하여 전자 빔을 조사하는데 사용됩니다. 따라서, 시료를 산화물로 만드는 과정이 시편 제작 과정의 핵심입니다.
보통 시편 제작에는 다음과 같은 단계들이 포함됩니다.
 
-시료선정: 시료는 전자현미경을 이용한 관찰이 가능한 크기와 두께를 가져야 합니다. 또한, 물성이 안정되어야 하고, 조직 구조가 미세 구조나 결함 등이 없는 깔끔한 구조인 경우가 이상적입니다.
-시료 절단: 시료를 전자현미경에서 관찰 가능한 크기로 절단합니다. 이때, 시료의 두께는 전자현미경에서 사용되는 전자빔의 전자밀도에 따라 결정됩니다.
-시료 평면화: 시료를 평면으로 만들어 전자 빔 조사에 적합한 형태로 만들어 줍니다. 이 과정에서는 평면 연마와 평면 다듬기 등의 기술이 사용됩니다.
-시료의 화학처리: SEM에서 사용할 수 있는 적절한 산화물 상태로 시료를 변환시켜 줍니다. 이 과정에서는 적절한 화학제를 사용하여 산화 또는 환원 반응을 일으켜 시료의 표면을 산화물 상태로 만들어 줍니다.
-시료 체결: 시료를 SEM 샘플 홀더에 고정시켜 줍니다. 보통 이때는 전자전도성 접착제를 사용하여 시료를 샘플 홀더에 고정시키며, 이를 위해 일부 시료는 전극 처리를 받을 수 있습니다.
-시료의 코팅: SEM을 이용할 때는 시료의 표면을 보호하고 전자 전도도를 높이기 위해 코팅을 할 수 있습니다. 보통은 금이나 금-팔라듐 합금으로 시료를 코팅합니다.
 
위와 같은 과정을 거쳐서 제작된 SEM 시편은 전자 빔이 시료 표면에 조사될 때 적절한 반사와 흡수를 보여주어 높은 해상도와 선명한 이미지를 얻을 수 있습니다.
 
=====시편준비 시 주의사항=====
-오염 방지: 시편을 제작할 때에는 깨끗한 상태에서 작업을 진행해야 합니다. 먼지, 유기물 등이 섞이면 SEM에서 샘플 표면을 관찰하는 데 방해가 될 수 있습니다.
-전자선 흡수 방지: SEM에서 샘플을 관찰할 때에는 전자선의 흡수가 일어나지 않도록 해야 합니다. 이를 위해 샘플 표면에는 전도성이 좋은 금속 코팅을 하거나, 표면을 먼지 등으로부터 보호하기 위한 코팅을 할 수 있습니다.
-샘플 크기: SEM에서 관찰 가능한 샘플 크기는 일반적으로 1cm x 1cm x 1cm 이하입니다.
따라서 시편을 제작할 때에는 적당한 크기로 만들어야 합니다.
-두께: SEM에서 샘플을 관찰할 때에는 샘플의 두께가 일정 범위 내에 있어야 합니다. 이를 위해서는 시편 제작 과정에서 적절한 얇은 슬라이스를 만들거나, 균일한 두께의 샘플을 만들어야 합니다.
-형태: SEM에서 관찰하려는 샘플의 형태에 따라서 적절한 시편 제작 방법을 선택해야 합니다.
예를 들어, 표면 관찰을 위해서는 표면이 평평하고 깨끗한 샘플을 제작해야 합니다.
이러한 주의점들을 지켜가며 시편을 제작하면 보다 정확하고 유용한 SEM 관찰 결과를 얻을 수 있습니다.
 
=====품질향상 방안=====
-적절한 시료 전처리: SEM 이미지 품질을 향상시키기 위해서는 적절한 시료 전처리가 필요합니다. 이는 시료의 표면을 깨끗하게 유지하고, 불순물을 제거하거나 미세조직을 분리함으로써 SEM 이미지의 해상도와 명료도를 개선할 수 있습니다.
-적절한 가속 전압과 광량 설정: SEM 이미지의 명료도와 대비는 가속 전압과 광량 설정에 따라 크게 영향을 받습니다.
적절한 가속 전압과 광량을 선택하여 SEM 이미지의 명료도와 대비를 최적화 할 수 있습니다.
-적절한 필터링: SEM 이미지에서 잡음을 제거하고 이미지 해상도를 향상시키기 위해 적절한 필터링 기술을 사용할 수 있습니다. 이는 이미지 품질을 향상시키는 데 매우 유용합니다.
-적절한 방출전자탐지기 사용: 방출전자탐지기는 SEM에서 이미지 획득에 매우 중요한 역할을 합니다. 적절한 방출전자탐지기를 사용하여 SEM 이미지의 해상도와 명료도를 개선할 수 있습니다.
-공정한 비교: SEM 이미지를 비교할 때는 이미지를 획득한 조건이나 파라미터가 동일해야 합니다. 공정한 비교를 위해 SEM 이미지를 취득할 때 조건이나 파라미터를 일정하게 유지해야 합니다. -올바른 이미지 후처리: SEM 이미지의 후처리는 이미지 품질을 향상시키는 데 매우 중요합니다. 적절한 이미지 후처리를 수행하여 SEM 이미지를 개선할 수 있습니다. 이러한 방법을 통해 SEM 이미지 품질을 향상시킬 수 있습니다.
-EDS 분석에서는 샘플의 표면을 깨끗하게 유지하고 적절한 배경 노이즈 보정을 수행함으로써 분석 품질을 향상시킬 수 있습니다. 이를 위해서는 샘플 표면을 깨끗하게 만들기 위해 적절한 전처리가 필요합니다.
또한, EDS 분석에서는 X-선 스펙트럼의 해석 및 보정이 중요합니다. 이를 위해서는 적절한 소프트웨어를 사용하여 효율적으로 보정을 수행해야 합니다.
또한, SEM 이미지의 퀄리티를 향상시키기 위해서는 적절한 샘플 전처리와 SEM 조건 설정이 필요합니다. SEM 이미지의 해상도를 향상시키기 위해서는 적절한 가속전압과 광량, 광경 등의 SEM 조건 설정이 필요합니다.
또한, SEM 이미지의 대비를 높이기 위해서는 적절한 샘플 표면 처리와 SEM 조건 설정이 필요합니다.
이 외에도 SEM 이미지의 퀄리티를 향상시키기 위한 다양한 기술과 방법이 개발되고 있습니다.
예를 들어, 최근에는 광학적 섹션 모사(Optical Sectioning Microscopy) 기술이 개발되어 SEM 이미지의 해상도를 높이는데 활용될 수 있습니다.
또한, 인공지능 기술을 활용하여 SEM 이미지의 자동 분석과 보정이 가능해지고 있습니다. 또 다른 SEM 이미지 퀄리티 향상 방법으로는 샘플 표면의 특성을 최적화하는 것이 있습니다. 샘플 표면의 특성이 SEM 이미지 품질에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 예를 들어, 샘플 표면을 깨끗하게 유지하고 평평하게 만드는 것이 중요합니다. 이를 위해 샘플 표면을 청소하거나, 고르지 않은 부분을 교정하거나, 표면을 처리하는 등의 방법을 사용할 수 있습니다.
또한 SEM 이미지의 해상도를 향상시키기 위해 필요한 높은 전자 밀도를 유지하는 것도 중요합니다.
이를 위해 SEM의 조건을 조정하여 전자 밀도를 높일 수 있습니다.
예를 들어, SEM의 가속전압, 광량, 광지름, 광중심 위치 등의 조건을 조절하여 전자 밀도를 조정할 수 있습니다.
또한 SEM의 카메라나 검출기의 높은 해상도를 활용하여 이미지 퀄리티를 향상시킬 수도 있습니다. 마지막으로, SEM 이미지의 퀄리티를 향상시키기 위해 이미지 후처리 방법을 사용할 수도 있습니다.
이를 위해 이미지 프로세싱 소프트웨어를 사용하여 노이즈 제거, 경계선 강조, 색상 조정, 명암 대비 조정 등의 작업을 수행할 수 있습니다.
이러한 이미지 후처리 방법은 SEM 이미지의 퀄리티를 향상시키는 데 효과적입니다.
또 다른 SEM 이미지 퀄리티 향상 방법으로는 샘플 전처리가 있습니다.
SEM 이미지 퀄리티는 샘플의 상태에 따라 매우 다를 수 있기 때문에, 전처리 과정에서 불순물을 제거하거나 샘플의 표면을 평탄하게 만드는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.
예를 들어, 샘플의 표면이 거칠거나 부식되어 있는 경우, 이를 평탄하게 만들기 위해 표면을 다듬거나 평탄화 시키는 과정을 거칩니다. 또한, 표면이 미끄러워서 전자 빔이 표면에서 튕겨져 발생하는 이미지 왜곡을 최소화하기 위해 샘플 표면에 코팅하는 방법도 있습니다.
또한 SEM 이미지 퀄리티를 향상시키기 위해 SEM 조건을 최적화하는 방법도 있습니다.
SEM 조건에는 가속전압, 전자 광량, 작업 거리, 탐지기 위치, 표준화된 물질을 사용한 조정 등이 있습니다. 예를 들어, 가속전압을 높일수록 SEM 이미지의 해상도가 높아지지만, 샘플의 표면이 손상될 가능성이 높아지기 때문에 최적의 조건을 찾는 것이 중요합니다.
또한, 이미지 처리를 통해 SEM 이미지 퀄리티를 향상시킬 수도 있습니다.
이미지 처리는 SEM 이미지에서 노이즈를 제거하고, 명암 대비를 개선하거나 선명도를 높이는 등의 작업을 포함합니다.
예를 들어, 이미지 필터링, 밝기 및 대비 조정, 색상 균형 조정 등의 작업을 통해 SEM 이미지 퀄리티를 향상시킬 수 있습니다. SEM 이미지 품질을 향상시키기 위해 다른 방법으로는 샘플 처리 방법을 변경하는 것이 있습니다.
 
SEM에서 샘플 처리 방법은 SEM 이미지의 분해능, 대비 및 잡음 수준에 영향을 미칠 수 있습니다.
샘플의 표면에 물방울이나 오염물질이 있으면 이미지의 선명도가 떨어질 수 있으며, 높은 표면에 대해서는 SEM 이미지의 대비가 낮아질 수 있습니다. 따라서 SEM 이미지 품질을 향상시키기 위해 샘플의 처리 방법을 변경하는 것이 유용할 수 있습니다. 샘플 표면을 깨끗하게 유지하고, 표면에 특별한 코팅을 하는 것도 도움이 될 수 있습니다.
또한 샘플을 냉각하거나 가열하는 등의 다양한 조건을 변경하여 SEM 이미지의 선명도 및 대비를 조절할 수 있습니다. 또 다른 방법으로는 이미지 처리 기술을 적용하는 것이 있습니다. SEM 이미지는 때로 노이즈가 많고 선명도가 떨어지는 경우가 있습니다. 이를 해결하기 위해 이미지 필터링, 색상 균일화, 색상 반전 등의 기술을 사용하여 이미지를 개선할 수 있습니다. 또한 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 SEM 이미지의 정보를 추출하고, 분석하는 것도 가능합니다.
 
또 다른 SEM 이미지 퀄리티를 향상시키는 방법으로는 프로브 스테이지의 안정성을 높이는 것이 있습니다.
SEM 이미지는 프로브 스테이지의 안정성에 크게 영향을 받기 때문에 스테이지의 안정성을 높일 수록 이미지의 품질이 향상됩니다. 이를 위해 스테이지에는 진동을 방지하기 위한 충전 및 방전 장치와 자기장을 이용한 안정화 장치가 탑재되어 있습니다. 또한, SEM 샘플의 전극 제작 방법에 따라 이미지의 퀄리티가 크게 달라질 수 있습니다.
전극의 표면 처리, 접촉 재료 선택 등에 따라 전극이 SEM에 적합한 상태로 제작되어야 합니다.
또한, SEM 이미지 촬영 시 샘플의 위치와 방향, 촬영 조건 등도 이미지의 퀄리티에 영향을 미치므로, 이러한 조건들을 최적화하는 것도 이미지 퀄리티 향상에 중요합니다. 마지막으로, SEM 이미지의 후처리도 이미지 퀄리티에 큰 영향을 미칩니다. 후처리 과정에서는 이미지의 대비나 명도를 조절하거나 노이즈를 제거하는 등의 작업을 수행하여 이미지의 선명도와 해상도를 개선할 수 있습니다. 따라서 SEM 이미지 분석을 위해서는 이미지 후처리에 대한 충분한 이해가 필요합니다.
 
=====SEM, EDS 활용범위와 장,단점=====
SEM은 미세 구조 관찰, 표면 분석, 조직 분석 등에 활용됩니다.
EDS는 샘플 내의 원소 구성과 양을 파악하는데 사용되며, 재료 과학, 화학, 지질학 등에 널리 활용됩니다. 하지만 SEM과 EDS는 샘플의 전자 밀도나 X-선 방출량에 따라서 한계가 있을 수 있습니다.
SEM은 다양한 분야에서 응용되고 있습니다. 가장 일반적인 응용 분야는 재료 과학 분야입니다.
SEM을 사용하여 재료의 미세 구조와 결함을 분석할 수 있으며, 이를 통해 재료의 기계적, 전기적, 광학적 특성 등을 이해하고 개선할 수 있습니다.
또한, SEM은 반도체 산업에서 품질 검사 및 공정 개선에도 널리 사용됩니다. 또한, SEM은 생명 과학 분야에서도 중요한 역할을 합니다. 세포 및 조직 구조를 연구하거나, 생물체의 표면 형상 및 구조를 분석하는 데에 SEM을 활용할 수 있습니다. 이를 통해 세포 내부 구조나 생물체의 기능 및 생리학적 특성을 파악하고, 약물 개발 등에 활용할 수 있습니다. 또한, 환경 분야에서는 SEM을 이용하여 대기, 수질 등의 오염물질을 분석하고, 미생물 군집 및 광학적 특성 등을 연구하여 환경 모니터링과 생태계 보전에 활용될 수 있습니다. 또한, SEM은 고고학, 미술, 공예 등의 문화재 분야에서도 사용됩니다. 문화재의 미세 구조나 표면 상태 등을 분석하여 보존과 복원에 활용할 수 있습니다.
이처럼 SEM은 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 향후에는 보다 발전된 기술과 함께 더욱 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.
 
-표준 SEM(Standard SEM) 표준 SEM은 최초로 상업적으로 성공한 SEM으로, 높은 확대율과 해상도를 가지고 있으며, 일반적으로 주로 사용되는 SEM입니다. 표준 SEM은 표면위의 정보를 이미지로 표시하는 것뿐 아니라, 표면 위에서 발생하는 X-선을 이용해 표면의 화학적 구성도 분석할 수 있습니다.
 
-초고분해능 SEM(High-Resolution SEM, HRSEM) 초고분해능 SEM은 표준 SEM보다 높은 해상도를 가지고 있으며, 금속나노입자, 펩타이드, 단백질 등의 바이오나노 물질을 분석하는 데에 사용됩니다. 초고분해능 SEM은 전자 광학 렌즈를 사용하여 보다 정교한 이미지를 얻을 수 있습니다.
 
-차원측정 SEM(Dimensional Measurement SEM) 차원측정 SEM은 표준 SEM과 같은 기술적 원리를 사용하지만, 보다 정밀한 측정이 가능합니다. 이 SEM은 실제 크기와 형상을 정확하게 측정하고, 이미지 측면에서 확대/축소 계수를 제공합니다.
 
-트랜스미션 SEM(Transmission SEM, T-SEM) 트랜스미션 SEM은 전자를 시료 물질의 두께를 측정하거나 원자 두께에서 입사되게 하여, 물질의 내부 구조를 분석할 수 있는 SEM입니다.
T-SEM은 시료에 전자를 쏘아 내부의 이미지를 얻는 방식이므로, TEM과 유사합니다.
 
-초정밀 SEM(Ultra-Precision SEM) 초정밀 SEM은 정확한 위치 제어 및 큰 확대율을 제공하여 나노 레벨에서의 구조물을 관찰할 수 있는 SEM입니다.
초정밀 SEM은 나노 스케일에서 미세 구조의 측정, 연결 등에 적용됩니다. SEM의 장점은 높은 해상도의 이미지를 촬영할 수 있다는 것입니다. 또한 SEM으로 이미지를 촬영한 후, EDS로 해당 영역의 원소 구성을 파악할 수 있습니다. 하지만 SEM의 단점은 샘플 내부의 정보를 확인하기 어렵다는 것입니다. EDS의 장점은 물질의 구성과 원소 구성을 파악할 수 있다는 것입니다.
하지만 EDS의 단점은 원소 구성을 확인할 수 있지만, 원소의 화학적 상태나 결합 상태를 알기 어렵다라는 단점도 있습니다.
 
=====성분정보, 결상정보, 구조정보 분석=====
-성분정보를 취득하는 방법: 물질의 성분 정보를 분석하는 방법으로는 크게 화학적 분석과 물리적 분석이 있습니다. 화학적 분석은 물질의 성분, 원소, 화학기호 등을 알아내는 것입니다. 이는 적외선 분광법, 질량분석기법, 원자흡수분석기법, 전기영동법, 액체크로마토그래피법 등의 방법으로 수행될 수 있습니다.
물리적 분석은 물질의 물성을 분석하는 것으로, 이온전도도, 열팽창률, 흡수율, 회전관성 등을 측정하는 방법입니다.
 
-결정상 정보를 취득하는 방법: 결정상 정보는 물질이 결정화되어 있는 모습을 나타냅니다.
X-선 회절법, 전자회절법, 라만 분광법 등의 기술을 사용하여 물질의 결정상 정보를 분석할 수 있습니다.
 
-구조정보를 취득하는 방법: 물질의 구조정보는 물질이 어떤 원자들로 이루어져 있으며, 원자들 간의 결합 형태 등을 나타내는 것입니다. X-선 결정학, 전자 현미경, NMR 분석, 적외선 분광법, 질량분석법 등이 이에 해당하는 기술입니다. 이러한 방법을 이용하여 성분정보, 결정상 정보, 구조정보를 취득하고 분석함으로써, 물질의 특성을 파악하고 물질의 활용과 연구에 활용할 수 있습니다. 구조정보를 얻기 위한 방법으로는 X-선 회절 분석, NMR 분석, 전자 밀도 분포 분석 등이 있습니다. X-선 회절 분석은 물질의 결정 구조를 알아내는 방법 중 하나로, 결정체에 X-선을 쏘아서 회절된 X-선의 각도와 강도를 측정하여 결정체의 입체구조를 파악하는 기술입니다.
 
NMR 분석은 핵자기 공명 분석 기술로, 분자 내 원자들의 자기적인 특성을 이용하여 분자 구조와 분자간 상호작용을 파악하는 기술입니다. 전자 밀도 분포 분석은 전자 분포를 측정하여 결정 구조를 파악하는 방법으로, X-선 회절 분석과 유사한 방법으로 분석합니다. 결과적으로, 성분정보, 결상정보, 구조정보를 얻기 위해서는 여러 분석 기술을 종합적으로 활용하여 분석하는 것이 중요합니다.
 
=====기타 다른 장비 및 분석법=====
-Atomic Force Microscopy (AFM) AFM은 고분해능의 이미지를 생성하기 위해 미세한 침으로 샘플 표면을 스캔하는 미세한 현미경 기술입니다. 이 기술은 생물학, 나노 과학, 의학 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 단백질, DNA, 생체 분자 및 나노 머터리얼 등을 연구하는 데에도 널리 사용됩니다.
 
-Scanning Tunneling Microscopy (STM) STM은 나노미터 크기의 전자파를 이용하여 샘플 표면을 스캔하여 이미지를 생성하는 현미경 기술입니다. 이 기술은 반도체 연구, 나노 기술, 나노 전자학 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.
 
-Transmission Electron Microscopy (TEM) TEM은 샘플을 빛을 이용하여 이미지를 생성하는 광학 현미경과는 달리, 전자를 이용하여 샘플을 스캔하여 이미지를 생성하는 기술입니다. 이 기술은 나노 물질 구조 분석, 결정 구조 연구, 나노 입자 및 생물 분자 연구 등에 사용됩니다.
 
- X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) XPS는 X선을 이용하여 샘플 표면의 화학적 구성을 분석하는 기술입니다.
이 기술은 산업 분야에서 재료 연구, 화학 연구, 생물학 등에서 널리 사용되고 있습니다.
 
-Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX or EDS) EDX 또는 EDS는 전자현미경과 결합하여 샘플의 화학적 구성을 분석하는 기술입니다. 이 기술은 금속, 세라믹, 반도체 등 다양한 재료 연구 및 생물학적 샘플 분석에 사용됩니다.
 
-SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry): 샘플 표면에서 이온을 방출시키고, 이온 질량 분석법을 이용하여 샘플 내부 원소 분포를 분석합니다.
 
-Raman Spectroscopy Raman 분광기는 분자 진동 에너지의 변화를 측정하여 샘플의 화학적 구성을 파악하는 기술입니다. 이 기술은 나노 머터리얼 연구나 연구, 화학, 생명과학 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
Raman 분광법은 분자 진동의 불규칙성에서 발생하는 라만 산란(Raman scattering)을 측정하여 분석합니다. 레이저 빛을 샘플에 조사하면 분자 진동이 일어나면서 빛의 주파수가 변화되는데, 이 변화된 빛의 주파수를 분석하여 샘플 내 분자 구조 및 구성을 파악할 수 있습니다. Raman 분광법은 매우 높은 분해능을 가지므로, 분자 간의 상호작용, 결합의 형태 및 성질, 결정 구조 등을 상세하게 분석할 수 있습니다. 또한 샘플의 물리적 상태와 상관없이 분석이 가능하며, 비파괴적인 방법이므로 샘플의 손상 없이 반복적으로 측정이 가능합니다.
Raman 분광기는 재료 과학, 화학, 생명과학 등에서 폭넓게 사용됩니다. 재료 연구에서는 결정 구조 분석, 단결정 분석, 결정성장 연구 등에서 활용되며, 화학 분야에서는 반응 촉매의 분석, 분자 구조 분석, 화학 반응 메커니즘 연구 등에서 사용됩니다. 또한 생명과학 분야에서는 단백질, DNA, 세포 등의 분석에 사용됩니다.
Raman 분광기의 장점은 높은 분해능, 비파괴적인 분석 방법, 분석 대상이 고체, 액체, 기체 등 모든 상태에서 적용 가능하다는 것입니다. 하지만 단점으로는 Raman 산란 현상이 상대적으로 약하므로, 샘플 내의 반응물 농도나 측정 시간 등에 따라 감도가 감소할 수 있습니다. 또한, 표면 감도가 떨어져서 표면 분석 시 샘플의 표면을 제거해야 하는 경우가 있습니다. 
 
-XPS: XPS는 X-ray 광원을 사용하여 샘플 표면에서 전자를 방출시키는 분석 방법입니다. 이 분석 방법은 샘플의 화학적 성분, 화학 상태, 표면 구조 등을 분석할 수 있습니다. XPS는 고체 표면 분석, 산화막 분석, 샘플의 표면에서 특정 원소의 분포도 분석 등에 적용됩니다.
 
-TOF-SIMS: TOF-SIMS는 샘플 표면에서 발생하는 이온을 질량분석하는 방법입니다. 이 분석 방법은 샘플의 표면 구조, 화학적 성분, 미세 입자 분석 등에 적용됩니다. TOF-SIMS는 반도체, 고분자, 생체 재료 등 다양한 샘플에서 사용됩니다.
 
-FTIR: FTIR은 적외선 스펙트럼 분석을 이용한 분석 방법입니다. 이 분석 방법은 샘플 내 분자의 진동, 굽힘 등을 분석하여 화학적 성분, 분자 구조 등을 분석할 수 있습니다. FTIR은 화학, 생명과학, 식품 등 다양한 분야에서 적용됩니다.
 
-XRD(X-ray Diffraction): 결정 구조를 파악하기 위한 장비입니다. X-선을 쏘아 회절된 X-선의 패턴을 분석하여 결정 구조를 확인합니다. XRD는 주로 물질의 결정 구조를 분석하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 새로 개발된 물질의 결정 구조 분석이나 광물, 약물 등의 결정 구조 분석에 사용됩니다.
 
-전자 발광 분광법 (Electron Excitation X-ray Emission Spectroscopy, EXES)이 있습니다. EXES는 전자와 광자를 이용하여 원소의 존재 및 화학적 상태를 분석하는 방법입니다. 전자 발광 분광법은 EDS와 비슷한 원리를 사용하지만, 전자를 이용하여 원소를 발광시키고 발광 스펙트럼을 분석합니다. EXES는 주로 고체 표면 분석에 사용됩니다. 예를 들어, 새로 개발된 산화물 복합체의 구조 분석이나 금속의 미세 구조 분석 등에서 사용될 수 있습니다.
 
-원자흡수 분광법 (Atomic Absorption Spectroscopy, AAS)이 있습니다. AAS는 원소 분석에 널리 사용되며, 농도 측정에 특히 유용합니다. 이 방법은 원소 원자가 흡수선을 통과할 때 흡수되는 에너지 양을 측정하여 원소 농도를 계산합니다. AAS는 주로 음식, 식물, 환경 등에서 중금속 농도를 측정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, AAS는 금속이 오염된 물을 분석하여 금속 오염의 정도를 측정하는 데 사용됩니다.
 
-STEM(Scanning Transmission Electron Microscopy)은 전자를 샘플 내부로 투과시켜 샘플 내부 구조를 관찰하는 기술로, SEM과 TEM의 장점을 결합한 형태입니다. STEM에서는 전자 광학 렌즈와 빔 콜리미에이터를 사용하여 전자 빔을 초점화시켜 매우 작은 영역에 전자를 집중시킵니다. 이렇게 집중된 전자 빔은 샘플 내부를 통과하면서 역산산되어 샘플 내부의 전자밀도 분포를 계산합니다. STEM의 주요 장점은 고분해능과 고공간 분해능입니다. 고분해능은 SEM과 TEM과 같은 전자현미경에서 사용되는 광학 렌즈의 결함으로 인해 나타나는 해상도 한계를 극복하여 나노미터 이하의 공간 해상도를 달성할 수 있습니다. 또한, 고공간 분해능은 전자 빔의 크기를 매우 작게 조정하여 샘플 표면과 상호 작용하며 이미지를 획득하기 때문에 가능합니다. STEM은 특히, 나노물질 연구, 생물학적 시료의 구조 및 기능 연구, 에너지 저장 재료 연구 등에 유용하게 활용됩니다. STEM의 활용범위와 그 한계 STEM은 주로 나노물질 연구, 생물학적 시료의 구조 및 기능 연구, 에너지 저장 재료 연구 등에 사용됩니다. 특히, STEM은 매우 작은 영역의 전자밀도 분포를 측정할 수 있기 때문에, 나노 물질의 결정 구조, 표면 모양, 물리적 특성, 촉매 반응 등을 연구할 때 유용합니다. 하지만, STEM은 SEM 및 TEM과 마찬가지로 공기 중에서는 작동할 수 없기 때문에, 샘플은 진공 상태에서 처리되어야 합니다. 또한, 샘플이 전자 빔과 상호 작용하며 열화될 수 있으므로, 실시간으로 샘플의 영상을 취득하기 어렵다는 한계가 있습니다
- STEM의 장단점
장점:고분해능과 고공간 분해능을 가지므로, 나노미터 이하의 영역에서매우 정확한 이미지를 얻을 수 있습니다. 전자 샘플 내부 구조를 관찰할 수 있어, 나노물질 연구, 생물학적 시료의 구조 및 기능 연구, 에너지 저장 재료 연구 등에 매우 유용합니다.
단점: 샘플은 진공 상태에서 처리되어야 하므로, 샘플 전처리에 시간과 비용이 많이 듭니다. 샘플이 전자 빔과 상호 작용하면서 열화될 수 있어, 실시간으로 샘플의 영상을 취득하기 어려워 연구에 제약이 있을 수 있습니다.TEM과 비교했을 때, 샘플 처리가 더 복잡하며, 더욱 고급 기술과 전문적인 지식이 필요합니다.
 
-FIB (Focused Ion Beam): 전자 빔 대신 이온 빔을 사용하여, 나노물질을 절단, 가공할 수 있는 장비입니다.
 
-NMR 분석(Nuclear Magnetic Resonance): NMR은 분자 내 원자핵 자기공명의 특성을 이용하여 분자 구조를 파악하는 방법입니다. 분자 내 원자핵들이 특정한 자기장에 노출되면, 특정한 주파수를 가지는 전자기파를 방출하게 됩니다. 이를 측정하여 분자 내 원자핵의 개수와 위치, 결합 상태 등을 파악할 수 있습니다.
NMR은 주로 유기화합물의 구조 분석에 활용됩니다. 각 분석 방법마다의 예시는 매우 다양합니다.
예를 들어, XRD는 광물 분석, ICP는 금속 원소 분석, Raman 분광법은 화학물질 분석 등에 활용됩니다. 또한, 각 분석 방법은 다른 분석 방법과 함께 사용되기도 합니다. 예를 들어, XRD와 SEM을 함께 사용하여 물질의 결정 구조와 형태를 분석하거나, EDS와 TEM을 함께 사용하여 물질 내 원소 분포와 구조를 파악하기도 합니다.
 
=====SEM 현미경의 종류와 메이커에 대해서 설명=====
SEM 현미경은 전자 빔을 이용하여 샘플의 표면을 고해상도로 관찰하는 과학 장비입니다.
SEM 현미경은 주로 재료 과학, 생물학, 지질학 등 다양한 분야에서 사용되며, 다양한 종류와 메이커가 있습니다. 대표적으로 사용되는 SEM 현미경 종류에는 필드 증발 SEM (Field Emission SEM, FE-SEM), 방전 SEM (Scanning Electron Microscope, SEM), 전자 주사 현미경 (Electron Probe Micro Analyzer, EPMA) 등이 있습니다.
FE-SEM은 고밀도 전자군을 생성하여 샘플 표면에 초점을 맞추어 이미지를 얻는 현미경입니다.
그 결과, 고해상도 이미지를 얻을 수 있습니다. FE-SEM의 대표적인 메이커로는 Zeiss, Hitachi, JEOL, Tescan 등이 있습니다.
SEM은 가격대가 낮고 유지 보수가 쉽기 때문에 많이 사용되는 현미경입니다. SEM의 대표적인 메이커로는 FEI, Hitachi, JEOL, Tescan 등이 있습니다. EPMA는 원소 분석 분야에서 많이 사용되는 현미경입니다. EPMA는 고에너지 전자 빔을 사용하여 샘플의 표면에서 X-선을 방출하고, 이를 분석하여 원소 분석을 수행합니다. EPMA의 대표적인 메이커로는 CAMECA, JEOL, Shimadzu 등이 있습니다. 이 외에도 다양한 SEM 현미경 종류와 메이커가 있으며, 각각의 종류와 메이커는 특징과 용도가 다릅니다. 적절한 현미경을 선택하여 분석하는 것이 중요합니다.
 
1. FEI Company FEI Company는 전자현미경과 관련된 기술의 선두주자 중 하나로, 고성능 전자현미경 및 Focused Ion Beam (FIB) 솔루션을 제공하는 글로벌 공급업체입니다.
FEI Company는 2000년대 초반부터 SEM과 관련된 기술 분야에서 지속적인 혁신을 이끌어내며, 다양한 SEM 제품군을 출시하고 있습니다. FEI Company의 SEM 제품군에는 Magellan, Helios, Nova 등이 있으며, 이 제품들은 표본의 크기, 복잡성, 해상도 등 다양한 요구 사항을 충족시킬 수 있도록 다양한 사양과 기능을 제공합니다.
 
2.Zeiss Zeiss는 광학, 전자, 기계 및 측정 시스템 분야에서 세계적으로 유명한 회사입니다.
SEM 분야에서는 EVO, Ultra, Merlin 등의 다양한 모델을 출시하고 있으며, 이 제품군은 다양한 SEM 응용 분야에서 고해상도 이미지 및 분석을 제공합니다. 또한 Zeiss는 SEM 외에도 FIB 기술을 포함한 다양한 고성능 전자현미경을 제공합니다.
 
3.Hitachi Hitachi는 일본의 대표적인 다국적 기업 중 하나로, 다양한 산업 분야에서 제품을 제공하고 있습니다.
Hitachi의 SEM 제품군은 SUシリーズ, S-4800, S-3000N 등이 있으며, 고해상도의 이미지 획득 뿐만 아니라, EDS 분석과 같은 추가적인 분석 기능도 제공합니다.
 
4.Tescan Tescan은 SEM 및 FIB 솔루션을 공급하는 체코의 기업입니다.
Tescan의 SEM 제품군은 MIRA, VEGA, LYRA 등이 있으며, 이 제품들은 고성능 이미징 및 분석을 제공합니다. 또한 Tescan은 다양한 분석용 액세서리 및 소프트웨어를 제공하여 SEM 분석에 대한 다양한 요구를 충족시킵니다.
 
=====SEM의 발전방향=====
SEM은 이미 높은 화질과 해상도를 갖추고 있으며, 더욱 정밀하고 빠른 이미징 기술의 발전이 필요합니다. 이를 위해서는 더욱 높은 가속 전압, 새로운 탐지기 기술, 더욱 발전된 소프트웨어 등의 기술이 필요합니다.
 
첫째, 더 높은 가속 전압을 적용함으로써 SEM의 해상도를 더욱 높이는 방법이 있습니다. 일반적으로 SEM은 가속 전압이 높을수록 더 높은 해상도를 가집니다. 따라서, 더욱 높은 가속 전압을 적용하여 SEM의 해상도를 높일 수 있습니다. 그러나 높은 전압을 적용하면 샘플의 손상이 발생할 수 있으므로, 이를 극복할 수 있는 새로운 기술이 필요합니다.
 
둘째, 새로운 탐지기 기술의 도입도 SEM의 발전에 큰 역할을 할 것입니다. 현재 SEM에서 사용되는 밝기 탐지기, 회절 탐지기 등은 이미 매우 높은 화질을 제공하지만, 더욱 정밀한 이미징을 위해서는 더욱 발전된 탐지기 기술이 필요합니다.
예를 들어, SEM에서 사용되는 광전자 탐지기나 스캔닝 전자 현미경용 탐지기 등이 발전됨으로써, 보다 정밀한 이미징이 가능해질 것입니다.
 
셋째, 더 발전된 소프트웨어 기술을 활용함으로써 SEM의 이미징 속도와 정확도를 높일 수 있습니다. 현재 SEM에서는 이미징을 위한 다양한 소프트웨어가 개발되어 있으며, 이를 보다 더 발전시켜서 SEM의 이미징 속도와 정확도를 높일 수 있을 것입니다.
 
이와 같은 SEM의 발전 방향은 더욱 정밀하고 빠른 분석 및 가공 기술의 발전을 이루어나가면서, 나노 과학, 재료 과학, 생명 과학 등 다양한 분야에서 보다 더욱 넓은 활용 가능성을 제공할 것입니다.
 
=====총론=====
전자현미경 분야는 물질과 생물학 연구 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다.
SEM, TEM, EDS, STEM 등 다양한 장비들이 개발되어, 각각의 원리와 특징에 따라 다양한 분야에서 활용됩니다. 이러한 장비들은 연구에 매우 유용하지만, 샘플 처리 및 관리 등에 따른 제약사항이 존재합니다.
 
이러한 제약을 극복하기 위해 전문 지식과 기술력이 필요합니다. 따라서, 전자현미경 분야에서는 지속적인 학습과 연구가 필요합니다. 과학 기술 분야에서의 SEM, TEM, FIB 등의 현미경 기술은 현대 과학의 발전에 큰 역할을 하고 있습니다. 이러한 현미경 기술은 물질 연구 및 분석 분야에서 중요한 역할을 담당하며, 재료 과학, 나노 과학, 생명 과학 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 특히 SEM은 대부분의 고체 물질의 형태와 표면 구조, 물질의 화학적 성분 등을 분석할 수 있어서, 재료 연구, 나노 과학, 환경 과학 등 다양한 분야에서 활용됩니다. TEM은 물질 내부의 세부 구조를 확인하는데 효과적으로 사용되며, 생명 과학, 나노 과학, 재료 연구 등에서 널리 사용됩니다.
 
FIB는 나노 가공, 나노 분석, 재료 연구 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 앞으로는 이러한 현미경 기술이 더욱 정밀하고 빠른 분석, 가공 기술의 발전을 이루어나가면서, 나노 과학, 재료 과학, 생명 과학 등 다양한 분야에서 더욱 활용될 것입니다. 특히, 나노 기술의 발전에 따라서, 나노 물질의 구조와 성질을 분석하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
 
또한, 새로운 분석 기술과 기술의 융합을 통해 SEM, TEM, FIB 등의 현미경 기술이 보다 높은 화질, 분해능을 갖추면서, 더욱 정밀한 물질 분석과 가공, 제조 기술의 발전에 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다. 또한, SEM과 같은 현미경 기술은 생명 과학 분야에서도 중요한 역할을 합니다. 세포, 조직, 바이오막 등의 물질을 분석하여 생체 내에서의 기능과 역할을 파악하고, 질병 진단과 치료, 새로운 약물 개발 등에 큰 도움을 줄 수 있습니다.
 
또한, 최근에는 인공지능과의 융합을 통해 SEM 등의 현미경 이미지에서 정보를 추출하고 분석하는 연구도 진행되고 있습니다. 이를 통해 보다 빠르고 정확한 데이터 분석과 예측이 가능해지며, 인공지능 기술과의 결합을 통해 더욱 발전된 분석 기술을 개발할 수 있을 것으로 기대됩니다. 따라서, SEM 및 다양한 현미경 기술은 과학 기술 분야에서 광범위한 응용 가능성을 가지고 있으며, 미래에는 더욱 발전된 기술로 더욱 다양한 분야에서 활용될 것입니다. 특히, 인공지능과 머신러닝 등의 기술과 결합하여 SEM 이미지의 자동 분석 및 패턴 인식, 샘플 분류 및 특성 예측 등에 적용될 가능성도 높아지고 있습니다. 이러한 발전은 과학 기술 분야뿐만 아니라 산업 분야에서도 높은 가치를 갖습니다.
 
예를 들어, 반도체 제조 과정에서의 결함 분석, 나노 재료의 제조 및 특성 분석, 생명 과학 분야에서의 세포 및 조직 관찰 등에서 높은 활용 가능성을 가지고 있습니다. 또한, 현미경 기술은 의학 분야에서도 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다. SEM, TEM 등의 현미경 기술은 세포 구조 및 병리학적 변화 등을 관찰하여 질병의 진단과 치료에 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 또한, 나노입자의 의약품 전달 및 조직공학 분야에서도 활용 가능성이 높아지고 있습니다.
 
마지막으로, SEM 및 다양한 현미경 기술은 교육 분야에서도 중요한 역할을 합니다. 과학 교육에 활용되는 SEM 교육용 모델 등을 통해 학생들의 과학적 호기심을 자극하고, 다양한 현상을 시각적으로 관찰하며 학습할 수 있는 기회를 제공할 수 있습니다. 따라서, SEM 및 다양한 현미경 기술은 현재와 미래에 걸쳐 과학, 기술, 산업, 환경, 의학, 교육 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
 
 
[부록]
====Coating=====
Au(Aurum) 코팅과 Pt(Platinum) 코팅은 SEM 시편 제작 과정에서 가장 일반적으로 사용되는 코팅 소재 중 두 가지입니다. 먼저, Au 코팅은 Pt 코팅보다 비용이 낮고, 증발온도가 낮아 샘플에 더 적은 열을 가하며 샘플 표면의 전기전도도를 높일 수 있습니다. 하지만 Au는 표면에 일정한 코팅 두께를 형성하기가 어렵고, 코팅 후 샘플의 밝기가 감소할 수 있습니다. 또한, Au 코팅은 샘플의 부식에 영향을 미치지 않는 경우가 많습니다. 반면에 Pt 코팅은 Au 코팅보다 비교적 비싸지만, 코팅 두께가 더 일정하게 형성되며 샘플의 밝기가 더욱 유지됩니다. 또한 Pt는 전기전도도가 높아서 SEM 이미징의 해상도를 높일 수 있습니다. 하지만 Pt는 샘플 부식이나 코팅 두께에 따라서는 샘플의 밝기가 감소하는 경우도 있습니다.
따라서, Au와 Pt 코팅 중 어느 것을 선택할 것인지는 샘플의 특성과 SEM 분석 목적에 따라 다를 수 있습니다. Au나 Pt 코팅 이외에도 SEM 샘플을 준비하는 다른 코팅 방법에는 카본 코팅, 코팅 없이 바로 SEM에 샘플을 측정하는 방법 등이 있습니다. 먼저, 카본 코팅은 샘플 표면에 얇은 카본 층을 증착시켜 SEM 분석에 사용됩니다. 이 방법은 비교적 간단하고, 저렴한 비용으로 적용할 수 있어 널리 사용됩니다.
그러나 카본 층의 두께가 불규칙할 수 있고, 카본 층이 표면 불순물과 결합하여 분석 결과를 왜곡할 수 있습니다. 또한, 코팅 없이 바로 SEM에 샘플을 측정하는 방법은 표면이 부드러운 샘플에서 사용됩니다. 이 방법은 샘플 처리 및 시간을 절약할 수 있지만, SEM에서 높은 전자 밀도를 요구하는 물질에는 적용할 수 없습니다. 장단점을 간단히 요약하면 다음과 같습니다.
 
Au 코팅: SEM 이미징에 높은 대비를 제공하며, 코팅 층이 비교적 균일하고, 측정 결과의 변화가 적습니다. 그러나, 고가의 비용이 필요하며, Au 층이 매우 얇기 때문에 전자빔이 표면까지 도달하지 못하는 경우가 있습니다.
 
Pt 코팅: SEM 분석에 필요한 전자 발생에 대한 높은 효율성을 가지고 있으며, 비교적 저렴한 비용으로 적용할 수 있습니다. 그러나, Pt 코팅 층은 Au 코팅보다 훨씬 불균일할 수 있으며, 코팅 두께에 따라 SEM 이미지에 영향을 미칠 수 있습니다.
 
카본 코팅: 저렴하고 간단하며, SEM 이미징에 사용하기 적합합니다. 그러나, 카본 층이 불규칙하게 형성될 수 있으며, 표면 불순물과 결합하여 분석 결과를 왜곡할 수 있습니다.
 
코팅 없이 SEM 분석: SEM 분석을 쉽고 빠르게 수행할 수 있습니다. 그러나, 샘플의 부드러운 표면에서만 사용 마지막으로, 전자선용 판매 금속을 사용하는 전자선용 금속 코팅 방법도 있습니다. 이 방법은 카본 코팅보다는 코팅된 층이 두꺼우며, 보다 잘 정의된 이미지를 생성할 수 있습니다. 하지만 이 방법은 비교적 비싸고, 시료 변형 문제가 있을 수 있습니다. Au나 Pt 외에도 SEM 샘플을 코팅하기 위한 다양한 코팅 방법이 있습니다. 대표적인 코팅 방법으로는 카본 코팅, Cr 코팅, Cu 코팅, Au-Pd 합금 코팅 등이 있습니다.
 
카본 코팅은 SEM 샘플 표면을 특수 카본 펠릿으로 코팅하는 방법으로, 전자를 매우 잘 받아들이는 특성 때문에 SEM 이미지의 해상도를 향상시키는 데 효과적입니다. 카본 코팅은 비교적 저렴하고 빠르게 처리할 수 있어 많이 사용됩니다.
Cr 코팅은 대개 SEM의 전기학적으로 차폐된 샘플에 사용되며, SEM 이미지에 음영이 추가되어 샘플의 세부 정보를 더 잘 드러내는 데 효과적입니다. 그러나 코팅 과정에서 크롬이 발생할 수 있는 환경 문제가 있습니다.
Cu 코팅은 전자 전도성이 뛰어나므로 SEM 분석에 적합합니다. 그러나 코팅 과정에서 발생하는 구리 증기는 톡시크가 있을 수 있습니다. Au-Pd 합금 코팅은 Au나 Pt와 유사한 성능을 가지며, 샘플의 표면을 매끄럽게 만들 수 있습니다. 그러나 가격이 비싸기 때문에 많이 사용되지는 않습니다. 
 
코팅 방법마다 장단점이 있으며, 사용되는 SEM 샘플의 특성에 따라 가장 적합한 코팅 방법을 선택해야 합니다.
다른 코팅 방법으로는 카본 코팅(carbon coating)이 있습니다. 카본 코팅은 탄소 원자를 이용하여 샘플 표면을 코팅하는 방법입니다. 이 방법은 Au나 Pt 코팅보다 더 저렴하고, 샘플 표면을 매우 얇고 균일하게 코팅할 수 있습니다. 또한 카본 코팅은 전자 기둥을 충전하는 데 도움이 되어 SEM의 화면 품질을 향상시키는 효과도 있습니다. 하지만 카본 코팅의 단점으로는 표면이 부드러운 샘플의 경우, 코팅이 부서지거나 샘플 표면에 부착되어 샘플의 형태를 왜곡시킬 수 있습니다. 또한 카본 코팅은 일부 샘플에서는 적용하기 어려울 수 있습니다. 또 다른 코팅 방법으로는 이온 빔 코팅(ion beam coating)이 있습니다. 이 방법은 이온 빔을 이용하여 샘플 표면에 코팅하는 방법입니다.
이 방법은 고밀도의 코팅 층을 형성할 수 있어 샘플 표면을 보호할 수 있습니다. 또한 다양한 종류의 코팅 재료를 사용할 수 있어 샘플에 따라 적절한 코팅 방법을 선택할 수 있습니다. 하지만 이온 빔 코팅의 단점으로는 코팅 과정에서 샘플 표면에 열이 발생하여 샘플이 손상될 수 있으며, 코팅 과정이 오래 걸릴 수 있습니다. 또한 이온 빔 코팅 장비의 비용이 상대적으로 높아 코팅 비용이 높은 경우가 있습니다.
 
=====참고사이트=====
-Microscopy Society of America (MSA) (https://www.microscopy.org/) 미국 전자현미경학회인 MSA는 전자현미경 및 관련 분야의 연구와 교육을 촉진하고, 관련 정보와 기술을 공유하는 등의 활동을 수행합니다. 이 사이트에서는 전자현미경 분야의 최신 정보와 연구 성과, 그리고 관련 기술과 장비 등에 대한 정보를 제공하고 있습니다.
-European Microscopy Society (EMS) (https://www.eurmicsoc.org/) 유럽 전자현미경학회인 EMS는 유럽지역의 전자현미경 연구와 교육을 촉진하고, 관련 정보와 기술을 공유하는 등의 활동을 수행합니다. 이 사이트에서는 전자현미경 분야의 최신 정보와 연구 성과, 그리고 관련 기술과 장비 등에 대한 정보를 제공하고 있습니다.
-Microscopy and Analysis (https://www.microscopyanalysis.com/) Microscopy and Analysis는 전자현미경 및 관련 분야의 정보와 기술, 장비 등에 대한 다양한 정보를 제공하는 웹사이트입니다. 이 사이트에서는 최신 기술 동향, 연구 결과, 제품 정보 등을 제공하고 있으며, 온라인 기술 워크숍, 웨비나 등도 진행하고 있습니다.
-Journal of Microscopy (https://onlinelibrary.wiley.com/journal/13652822) Journal of Microscopy는 전자현미경 분야를 포함한 광학현미경, 원자현미경 등 다양한 현미경 분야에 대한 연구 결과를 발표하는 국제 학술지입니다. 이 사이트에서는 최신 연구 결과뿐만 아니라, 전자현미경 및 현미경 분야의 다양한 주제에 대한 리뷰 논문 등도 제공하고 있습니다.
-Microscopy Today (https://www.microscopy-today.com/) Microscopy Today는 전자현미경 및 현미경 분야에 대한 최신 정보와 연구 결과, 장비 및 기술 등을 다루는 북미 지역의 월간 학술지입니다. 이 사이트에서는 최신 기술 동향, 제품 정보, 학술 행사 정보 등을 제공하고 있으며, 기술 워크숍, 웨비나 등도 진행하고 있습니다.
-한국전자현미경학회 (http://www.kjems.or.kr/) 한국전자현미경학회는 전자현미경 분야의 학술 및 기술 발전을 촉진하고, 연구자들 간의 교류와 정보 공유를 위해 만들어진 학회입니다. 학술지인 ‘한국전자현미경학회지’를 발행하며, 전자현미경 분야의 연구자들과 교류하고 최신 동향을 알 수 있습니다.
-한국현미경학회 (http://ksmst.or.kr/) 한국현미경학회는 광학 현미경과 전자현미경 분야의 연구자들과 학생들을 대상으로 현미경 관련 학술 발표 및 교류를 지원하는 학회입니다. 학술지인 ‘한국현미경학회지’를 발행하며, 현미경 관련 기술 및 이론, 응용 분야의 정보를 얻을 수 있습니다.
-SEMTech Solutions (https://www.semtechsolutions.com/) SEMTech Solutions는 전자현미경 및 관련 기술에 대한 솔루션을 제공하는 미국 기업입니다. 제품과 서비스에 대한 정보를 제공하며, SEM과 EDS의 활용범위와 한계, 그리고 장단점 등을 알아볼 수 있습니다.
-Microscopy Society of America (https://www.microscopy.org/) Microscopy Society of America는 전 세계의 현미경 분야의 연구자들과 교류하고 정보를 공유하는 학회입니다. 학술지 및 학회지를 발행하며, 현미경 관련 기술 및 응용 분야에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
-The Royal Microscopical Society (https://www.rms.org.uk/) The Royal Microscopical Society는 영국의 현미경 분야의 연구자들을 대상으로 하는 학회입니다. 학술지 및 학회지를 발행하며, 현미경 관련 기술 및 응용 분야에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
 
=====용어=====
-Secondary electrons: 전자 빔이 표면과 상호작용하면서 새로 생성되는 전자로서, 이전의 전자와 다른 에너지를 가집니다. -Backscattered electrons: 전자 빔이 표면과 상호작용하면서 다시 되돌아오는 전자로서, 표면의 원소나 밀도에 따라 전자가 반사되는 정도가 달라집니다.
-X-ray characteristic peak: 특정 원소에서 전자가 이동하면서 방출되는 X-선의 주파수로, 원소마다 고유한 주파수를 가집니다.
-Energy resolution: EDS에서 측정하는 X-선의 주파수 분해능으로서, 고에너지 X-선과 저에너지 X-선을 잘 구분할 수 있는 능력을 말합니다.
-Scanning area: SEM에서 전자 빔을 이동시키며 관찰하는 영역으로, 이 영역의 크기가 SEM 분석의 해상도에 영향을 미칩니다.
-Working distance: SEM에서 전자 빔과 샘플 사이의 거리로, 이 거리가 가까우면 분석 대상이 손상될 수 있고, 멀면 해상도가 낮아집니다. -Spectrum (스펙트럼) - EDS 분석 결과로 얻어진 데이터를 그래프로 표현한 것을 말합니다. 일반적으로 X-축은 X-선의 에너지 값을, Y-축은 각 X-선의 감지 개수를 나타냅니다.
-Peak (피크) - Spectrum 상에서 각 X-선이 나타나는 부분을 말합니다. Peak는 X-선의 에너지와 감지된 개수의 크기와 모양으로 나타납니다.
-Background (배경) - Spectrum 상에서 Peak 이외의 부분을 말합니다. 대개는 X-선이 감지되지 않은 경우입니다.
-Counts (카운트) - EDS 분석기가 한 피크에서 수집한 데이터 포인트 수를 의미합니다.
-Dead time (데드타임) - EDS 분석기에서 높은 에너지 X-선을 감지할 때 발생하는 지연 시간을 말합니다. 이는 낮은 에너지 X-선의 감지를 막아 분석 결과 왜곡을 일으키는 원인이 됩니다.
-ZAF correction (ZAF 보정) - EDS 분석에서 X-선 감지에 대한 보정 방법입니다. Z는 물체의 원소 구성, A는 각 원소의 흡수, F는 물체 내부의 양성자와 전자의 상호작용을 나타내는 보정 상수입니다.
-K-alpha line (K-알파선) - X-선 방출의 종류 중 하나로, K-껍질 전자가 L-껍질로 떨어질 때 방출되는 X-선을 말합니다. 일반적으로 가장 높은 에너지를 가지며, 가장 많은 Peak을 갖습니다.
-M-line (M-선) - X-선 방출의 종류 중 하나로, M-껍질 전자가 다른 껍질로 떨어질 때 방출되는 X-선을 말합니다. K-알파선보다 에너지가 낮습니다.
-Escape peak (이스케이프 피크) - X-선이 표적에서 흡수되지 않고 피크 아래에서 측정되는 현상입니다. 일반적으로 X-선의 2/3 에너지를 갖습니다.
-SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry): 샘플 표면에서 이온을 방출시키고, 이온 질량 분석법을 이용하여 샘플 내부 원소 분포를 분석합니다.
-Backscattered Electron (BSE): SEM에서 전자 광선이 샘플과 충돌하여 되돌아오는 전자입니다. BSE는 샘플의 원자번호와 질량에 따라 반사되는 정도가 달라지므로, SEM 이미지에서 색상 차이를 이용하여 원소의 분포를 파악할 수 있습니다.
-X-ray: EDS에서 측정되는 전자 광선 중 하나로, 전자 광선과 샘플이 충돌하면서 샘플 내 원자가 이동하면서 방출되는 광선입니다. 각 원소마다 고유한 X-ray 스펙트럼을 가지고 있으므로, 이를 이용하여 샘플 내 원소의 존재 및 양을 파악할 수 있습니다.
-Energy resolution: EDS에서 측정된 X-ray의 에너지 분해능을 나타내는 지표입니다. 측정된 X-ray의 에너지와 실제 X-ray의 에너지 간의 차이가 작을수록 높은 Energy resolution을 갖게 됩니다.
-Count Rate: SEM-EDS에서 X-ray Detector로부터 수집된 X-ray 신호의 총 갯수를 말합니다. 높은 Count Rate는 더 높은 분석 속도를 의미합니다.
-Electron gun: SEM에서 전자를 발생시키기 위한 소스로 총알과 같은 모양을 하고 있는 부품입니다.
-Cathode: Electron gun에서 전자를 방출하는 음극입니다.
-Anode: Electron gun에서 전자를 가속시키기 위한 양극입니다. -Beam current: SEM에서 샘플 표면을 스캔할 때 전자 광선의 세기나 양을 나타내는 값입니다.
-Beam voltage: SEM에서 전자 광선에 가해지는 전압을 나타내는 값입니다.
-Backscattered electron (BSE): SEM에서 전자 광선이 샘플 표면과 상호작용하여 샘플에서 튕겨져 나온 전자를 수집해 분석하는 방법입니다.
-Scintillator: SEM에서 샘플에서 방출된 전자를 감지하기 위한 광학 부품입니다.
-Photomultiplier: SEM에서 Scintillator에서 방출된 빛을 감지하고 증폭하여 전자 신호로 변환해주는 부품입니다.
-Accelerating voltage: EDS에서 전자를 가속시키기 위한 전압입니다.
-Detector: EDS에서 X-선을 감지하는 부품입니다.
-Energy resolution: EDS에서 X-선의 에너지를 정확하게 측정할 수 있는 능력을 나타내는 값입니다.