성균관대학교 공동기기원 | 시험분석안내 | 표면분석

시험분석안내

광전자분광기 측정 문의: ☎ 031-299-6762, 용진영 연구원

1. 광전자분광기(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 측정원리

광전자분광기(X-ray Photoelectron Spectroscopy)는 X-ray beam을 시료의 표면에 조사하여 이때 방출되는 광전자의 운동에너지 측정하여 해당 시료의 화학조성과 전자구조에 대한 정보를 얻는 분석 장비이다. 방출된 광전자들은 각각 고유의 결합에너지를 가지고 있기 때문에 이를 통하여 스펙트럼을 얻을 수 있으며, 스펙트럼 및 에너지 값을 통해 물질의 정성, 정량 및 결합구조를 확인 할 수 있다.

UPS(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy)

UV beam을 시료 표면에 조사하여 분석하는 장비로 XPS와 기본적인 분석 방법 및 목적은 비슷하지만 얻어낼 수 있는 정보 차이가 존재한다. XPS가 전자의 결합에너지를 측정해 조성 및 결합구조 등을 확인한다면 UPS는 전자의 에너지를 측정하기 때문에 주로 전자의 에너지 상태 및 밴드 구조 등의 정보를 얻을 수 있다.

2. 시료종류

박막시료(Thin-Film Sample)

XPS 샘플은 분석법 특성 상 표면 상태가 중요함으로 최대한 고르고 평평하게 준비하는 것이 좋다. 사이즈는 두께 1~2mm, 가로세로 약 7mm ~ 10mm 사이로 준비하며 샘플 특성에 따라 두께나 사이즈가 달라질 수 있어 파티클이나 섬유, 와이어 등의 샘플은 분석자와 상담 후 준비하는 것이 좋다.

분말시료(Powder Sample)

박막샘플과 마찬가지로 표면을 고르게 하여 분석하기 때문에 펠렛으로 준비하거나(펠렛으로 준비 시 두께는 1mm이하 직경 5~10mm사이) 입자를 최대한 곱게 하여(파우더 준비 시 5ml 바이알 절반 이상) 분석 전에 홀더에 평평하게 준비시키는 것이 좋다. 자성이 있는 파우더의 경우 챔버를 오염시킬 수 있음으로 장비 분석자와 상담 후 준비하는 것이 좋다.

3. 분석 종류

분석종류
구분	분석내용	시험결과
표면 분석	원소의 결합에너지를 측정하여 표면의 화학 조성 정보 및 상대적인 양을 알 수 있다.
결합구조 분석	원소의 main peak 내에서 원소 결합 구조에 따라 peak position 이 조금씩 이동함으로 그 에너지 차이를 통해서 결합 구조를 예측 할 수 있다.
깊이 분석	Ion gun을 사용하면서 표면을 etching 한 뒤에 원소 스캔 하는 것을 반복하기 때문에 샘플 깊이 방향으로의 조성 및 결합구조를 확인할 수 있다.
AR-XPS 분석	AR(Angle Resolved) XPS는 기존 XPS 분석에서 약간 변형된 분석법으로 각도를 바꾸어가며 분석하기 때문에 입사각 차이에 따라 더 자세한 조성 상태 및 결합구조를 얻을 수 있다.

4. 보유장비 스펙

*장비명을 선택하시면 상세스펙을 확인 할 수 있습니다.

보유장비별 스펙비교
장비명	박막샘플	파우더샘플	AR XPS	UPS (bias X)	UPS (bias O)	Etching	Cleaning	REELS, ISS
XPS3(NEXSA)	○	○	○	○	○	○	○	○
XPS2(Super user용)	○	X	X	X	X	○	X	X
XPS1(ESCALAB250)	○	○	X	○	X	○	○	X