XRD 장비의 원리, 구성 및 응용분야

소개글

재료공학실험 - XRD 장비의 원리, 구성 및 응용분야에 대해 정리한 레포트 입니다.
성심껏 작성해고 교수님께 칭찬받은 자료입니다.

목차

1) XRD 장비의 원리
2) XRD 장비의 구성
※XRD를 이용한 시료 분석 실험 과정
3) XRD 장비의 응용분야
※Reference

본문내용

1) XRD 장비의 원리

(먼저 "Principles of instrumental analysis"에서 발췌한 내용을 요약하면 다음과 같습니다.)
▶XRD(X-ray diffraction)는 1912년에 결정에 의해서 X-ray가 회절 한다는 현상이 발견됨으로써 X-ray의 파동성이 증명되고 물질의 미세구조를 조사하는 새 방법이 제안됨에 따라 XRD가 개발되었다. X-ray는 전기적으로 하전된 particle이 충분한 운동에너지를 가진 상태에서 급속히 감속될 때 발생하는데, 두 금속 전극사이에 수만 volt의 높은 전압을 걸어주면 양극은 전자를 급히 끌어당기게 되므로 전자는 매우 빠른 속도로 target과 충돌하게 되고 그 충돌 시 X-ray는 발생하여 모든 방향으로 방출 된다. Target과 충돌하는 전자의 대부분의 운동에너지는 열로 방출되고 1% 이하만이 X-ray로 된다. Target에서 나오는 X-ray는 여러 가지 다른 파장을 가진 선들의 복합체이며 파장에 따른 intensity와 X-ray tube voltage에 따라 변화한다.
분석에 이용하는 X-ray는 Characteristic spectrum으로 X-ray tube의 전압이 target 금속의 특성치인 어떤 임계값 이상이 되면 발생하는 X-ray를 사용한다.
결정에 의한 회절이 일어나기 위해서는 많은 수의 산란된 광선들이 서로 상호 보강되어야 한다. 즉, 원자들은 X-ray를 모든 방향으로 산란 시키지만 산란됨 beam중 어떤 것들은 완전한 in phase관계를 이루어서 서로 보강함으로써 diffracted beam을 형성한다. 시편의 표면에 입사된 X-ray가 위에서 말한 것과 같은 조건에서 diffracted되어 XRD의 검출기에 검출이 된다. 그에 따라서 Bragg`s law를 통한 분석이 이루어지고, Diffraction이 일어난 면을 확인 하거나 시료 표면 부분의 defect등을 확인할 수 있다. 그에 따라서 미지의 시료라도 diffracted beam의 peak를 확인 함 으로써 어떠한 시료인지 파악을 할 수도 있다.

참고 자료

없음