xps란

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xps(x-ray photoelectron spectroscopy) 소개

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본문내용

XPS는 x-ray photoelectron spectroscopy를 말하는 것으로 분석하고자 하는 시료에 x선을 조사하면 그 시료의 각각의 구성 원자들이 들어온 x-선을 흡수하여 전자를 방출하게 된다. 이때, 튀어 나온 전자를 검출기를 통하여 검출하면 들어간 에너지에서 전자의 결합에너지 (core-level에 있는)를 뺀 나머지의 운동에너지를 가지고 튀어나오게 되는데, 즉 운동에너지를 검출함으로써 그 전자의 결합에너지를 얻을 수 있고, 이 결합에너지는 원소마다 특정값을 가지고 있으므로 그 시료의 구성성분을 알 수 있다. (peak의 위치를 보고 구성성분을 알 수 있다.) 또한, 전자의 방출 시에 주위 환경(다른 원자와의 결합여부나 결합의 형태 등)에 따라 약간식의 결합에너지의 움직임이 존재하며 이로부터 화학결합의 형태를 알 수 있다. 예로 C가 C-C결합일 경우 284.6 eV의 에너지를 갖지만, C-O는 286.1정도 C=O는 288 정도의 결합에너지를 가지게 되는 것 이다. XPS에서 얻어지는 스펙트럼은 그 자체만으로는 어느 에너지 준위에서 나온 것인지 정도와 원소 분석만을 할 수 있기 때문에, 흔히 Gaussian curve fitting을 하여 하나의 성분을 자세하게 분석할 수 있다. 예로, C와 O를 갖는 고분자를 fitting 하여 앞에서 말한 그러한 결합들의 상대적인 양 등을 얻을 수 도 있다.
그리고, XRD의 경우는 구조 분석용으로 같은 x 선을 사용하지만 이 x 선이 원자들의 규칙적인 배열에 의해 Bragg`s Law를 만족시키는 특정 입사각에서 peak를 나타내는 것을 이용하여 그 재료의 결정성 유무, 결정 방향이나 격자 상수 등을 구할 수 있다.

기본적인 원리는 다음과 같다. 어떠한 광원에서 나온 빛이 시료를 거치면 다음과 같은 photoemission process를 거치게 된다.

참고 자료

http://suny.yonsei.ac.kr/~drchoidj/device/failure%20Analysis1.pdf
http://100.naver.com/100.php?where=100&id=127269
http://www.happynzine.com/old/VACU/va2-3.htm
http://bh.knu.ac.kr/%7Ecmk/Research/exp.htm