성균관대학교 공동기기원 | 시험분석안내 | 표면분석

시험분석안내

엑스선회절분석기 측정 문의: ☎ 031-299-6736, 김미래 연구원

1. 엑스선회절분석기(X-ray Diffractometer) 측정원리

엑스선 회절(X-ray diffraction)은 결정격자를 통과한 X선의 회절을 나타낸 영상이다. 이 현상을 이용해 물질의 결정구조를 조사하는 것이 가능하다. 결정 내부의 원자가 어떤 배열을 하고 있는가를 밝히는 방법을 X선 회절법이라고 하며, 그 외에 회절현상을 이용한 결정구조해석의 방법으로 전자회절법, 중성자회절법 등이 있다.

브래그의 법칙(Bragg's Law)

결정과 같은 주기적인 구조를 가진 물질에 대해 일정한 파장의 빛을 다양한 각도에서 비춰주면, 어느 각도에서는 강한 빛의 반사가 일어나지만 다른 각도에서는 반사가 거의 일어나지 않는 것을 관측할 수 있다. 이것은 물질을 구성하는 원자에 의해 산란된 빛이 결정구조의 반복에 의해 강해지거나 약해지기 때문이다. 브래그의 법칙은 빛의 파장과 결정구조의 폭 혹은 반사면과 광선이 이루는 각도 사이의 관계를 설명한다.

여기서, d는 주기 구조의 폭 θ는 결정면과 입사된 빛 사이의 각도, λ는 빛의 파장 n은 정수이다. 이 조건이 만족될 경우 빛은 회절한다. 단 입사각과 반사각은 같다. 위 그림은 단색광(하나의 파장으로 이루어진 빛)일 경우를 나타내고 있다. 하지만 백색광(여러 파장이 섞인 빛)이라도 같은 효과를 체험할 수 있다. 실제로, 콤팩트 디스크의 표면에 백색광인 햇빛을 비추면 무지개빛 무늬를 확인할 수 있으며, CD의 방향을 바꿔서 관찰하면 각도에 따라 정해진 빛이 반사되고 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 다양한 파장을 가진 빛 중에 그 각도에서 브래그 법칙을 만족하는 빛만이 강하게 반사되고 있기 때문이다.

출처: 위키백과

2. 분석종류

분석종류
구분	내 용	분석 결과
Phase 분석 (search-match)	원소제공을 통한 ICDD database matching
XRR(X-ray Reflectivity)	100nm이하의 단일 층에 대해 두께, 밀도, 거칠기 시뮬레이션(CIF 있는 물질만 가능)
Rocking curve	박막의 결정 퀄리티 분석. 결정 구조의 광학적 품질과 결정의 성장 상태를 평가하는 데 사용
잔류 응력 (residual stress)	bulk 물질의 잔류응력 분석
Pole figure	결정의 방향성을 연구하는데 사용되는 기술, 결정 구조의 특정 방향에 따른 회절강도를 시각화한 그래프나 그림

3. 보유장비 스펙

*장비명을 선택하시면 상세스펙을 확인 할 수 있습니다.

보유장비별 스펙비교
장비명	단축명	모델명	기타사항
고출력, 고분해능 다목적엑스선회절분석기	다목적XRD	Smartlab	교내/교외 사용가능
고출력 분말용 X선회절분석기2(준비중)	HP-Powder XRD 2	Smartlab	-
고출력 분말용 X선회절분석기1	HP-Powder XRD 1	D8 ADVANCE	교외 의뢰자 사용불가
고출력 박막용 X선회절분석기	HP-Thin Film XRD	D8 ADVANCE	교외 의뢰자 사용불가

4. 장비별 분석지원 범위

활용 및 연구분야
장비명	샘플형태	분석모드
다목적XRD	- 분말: 0.5g이상 vial에 동봉 - bulk: 2cm x 2cm x 1cm(w x d x h) 이하 - 박막: 2cm x 2cm x 1cm(w x d x h) 이하	- th/2th scan - 2th scan(GID, GI-XRD) - phase분석(search-match) - XRR - Rocking Curve - 잔류응력 - Pole figure
HP-Powder XRD2	준비중	-
HP-Powder XRD1	- 분말: 0.5g이상 vial에 동봉 - bulk: 2cm x 2cm x 0.4cm(w x d x h) 이하	- th/2th scan - phase분석(search-match)
HP-Thin Flim XRD	- 박막: 2cm x 2cm x 0.4cm(w x d x h) 이하	- th/2th scan - 2th scan(GID, GI-XRD) - phase분석(search-match)