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저 가속전압 고 분해능 투과전자현미경의 이해 및 응용
Introduction and Applications of Low-kV High-Resolution Transmission Electron Microscopy 원문보기

고분자 과학과 기술 = Polymer science and technology, v.25 no.3, 2014년, pp.239 - 243  

김승민 (Institute of Advanced Composite Materials, Korea Institute of Science and Technology) ,  황준연 (Institute of Advanced Composite Materials, Korea Institute of Science and Technology)

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문제 정의

  • 본 기술지에서는 80-300 kV급의 투과전자현미경에서 수차보정장치(aberration corrector)의 효과를 간략히 소개하고, 80 kV 수차보정장치를 장착한 투과전자현미경을 이용한 그래핀의 원자구조분석에 대해 소개하도록 하겠다. 또한 투과 전자현미경을 이용한 soft-hard materials의 계면 분석, 액상 내에 존재하는 다양한 소재의 분석에 대해서도 간략히 소개하도록 하겠다.
  • 하지만 이러한 렌즈의 두 수차의 영향은 300 kV에서 보다 80 kV에서 구동되는 투과전자현미경에서 훨씬 크게 나타나기 때문에, 저전압의 투과전자현미경에서 고분해능 이미지를 얻기 위해, 수차보정장치(aberration corrector)의 필요성이 더 크다고 하겠다. 본 기술지에서는 80-300 kV급의 투과전자현미경에서 수차보정장치(aberration corrector)의 효과를 간략히 소개하고, 80 kV 수차보정장치를 장착한 투과전자현미경을 이용한 그래핀의 원자구조분석에 대해 소개하도록 하겠다. 또한 투과 전자현미경을 이용한 soft-hard materials의 계면 분석, 액상 내에 존재하는 다양한 소재의 분석에 대해서도 간략히 소개하도록 하겠다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
나노 탄소 등의 경량 소재의 원자 구조를 분석하기 위해 가장 일반적으로 사용 되는 장비는? 나노 탄소 등의 경량 소재의 원자 구조를 분석하기 위해 가장 일반적으로 사용 되는 장비는 투과전자현미경 (transmission electron microscope, TEM)이다. 투과전자현미경은 일반적으로 200-300 keV의 에너지를 갖는 전자들을 이용하여 원자 수준의 분해능을 갖는 이미지를 얻을 수 있는 장비이다.
투과전자현미경이 상당히 높은 에너지를 갖는 전자를 이용하는 이유는? 투과전자현미경은 일반적으로 200-300 keV의 에너지를 갖는 전자들을 이용하여 원자 수준의 분해능을 갖는 이미지를 얻을 수 있는 장비이다. 이렇게 상당히 높은 에너지를 갖는 전자를 이용하는 이유는 첫째로 전자의 에너지가 높을수록 상대적으로 두꺼운 시편을 투과할 수 있으며, 둘째로 높은 에너지를 갖는 전자는 그만큼 짧은 파장을 갖기 때문에 이에 해당하는 만큼의 향상된 분해능을 얻을 수 있기 때문이다. 이러한 200-300 kV 급의 투과전자현미경들은 전통적으로 금속, 세라믹, 반도체등의 소재를 분석하는 데 효과적으로 널리 사용되어 왔다.
나노 탄소 소재에는 무엇이 있는가? 플러렌(fullerene), 탄소나노튜브, 그래핀 등의 나노 탄소 소재 및 다양한 광학적, 전기적, 열적 특성을 갖는 고분자 소재는 현재 인류가 직면하고 있는 환경, 에너지 문제를 해결하기 위해 초경량 고강도 구조재료, 고효율의 에너지 소재로써 전 세계적으로 많은 연구가 진행되고 있으며, 앞으로 그 중요성은 더욱 증대될 것으로 보인다. 특히, 탄소나노튜브, 그래핀 등의 나노 탄소 소재는 기존의 소재들이 갖고 있지 않던 특성을 갖고 있는 소재로써, 그 특성이 탄소 소재의 결정 구조, 결함, 치환 원자의 존재, 작용기 함유 여부 등에 따라 크게 변화하는 것으로 알려져 있다.
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