원리 및 기능
원자 레벨의 EDS 및 STEM 이미지 분석을 위해서는 시료 두께가 100nm 이하로 균일해야 분석이 가능합니다.
For atomic-level EDS and STEM image analysis, the sample thickness must be uniform and less than 100 nm.
Grid 준비가 필요하신 분은 분석 1일 전에 샘플을 Cs-TEM실(107호)로 가져다주시기 바랍니다. If you need grid preparation, please bring your sample to the Cs-TEM lab (room 107) one day prior to analysis.
※ 교내 사용료는 외부 사용료의 50% 할인율 적용
※ 기타 특수한 계약이나 협정, 협력(기관 협약, 우수논문 할인 등)에 의하여 이용요금 감면 적용
※ 직접조작 사용자는 사용료 30% 할인
(TEM 1년 이상 직접사용 경력자가 공실관에서 직접사용 교육을 필한 후 허가 받은 사람)
※ 표시되지 않은 시료 전처리, 재료비 및 분석 결과의 특별한 해석을 의뢰할 경우에 별도로 요금을 산정할 수 있음
본 기기는 국립대학 실험실습기자재 확충 반도체 기자재로 구입한 것으로 이를 활용한 실적을 기재하게 되어 있습니다. 따라서 가능하면 학술지나 학위 논문 등에 사사를 넣어 주시기 바랍니다. 사사 예시를 참조하여 작성해 주시면 감사하겠습니다.
사사 예시
TEM samples were analyzed by Cs Corrected Transmission Electron Microscope (JEM-ARM200F(UHR), NEO ARM with STEM-Cs), Center for Research Facilities (CCRF) at Chonnam National University.
- Cs-STEM은 Condenser lens의 구면수차보정 (Spherical aberration corrector) 기능을 가진 투과전자현미경(TEM)으로, 미세영역의 결정구조, 원자배열, atomic level의 STEM 이미지를 분석
- 기존의 Normal TEM은 고가속전압에의해 시료 변형 및 손상이 발생하였는데, Cs-TEM은 시료의 손상을 최소화해 원자수준의 이미지 구현이 가능하고, 미세영역의 결정구조, 원자배열, 관찰 부위의 원소 분포 및 함량을 원자 수준까지 분석 가능
- Dual detector EDS (Energy-dispersive x-ray spectroscopy)를 장착하여 atomic level의 성분분석(color mapping, line profile 등)을 통한 화학조성 분석 가능
- EELS 기기가 장착되어 X선(및 기타 신호)을 방출하기 위해 표본의 원자를 자극할 때 전자가 손실하는 에너지를 측정합니다. 따라서 EELS 스펙트럼에는 EDS 신호의 구성 정보에 보완적인 구성 정보가 포함되어 있습니다. EELS는 원소의 정성적 및 반정량적 분석에 사용될 수 있으며 리튬에 이르는 가벼운 원소에 매우 민감하다는 점에서 EDS에 비해 장점이 있습니다. EELS 스펙트럼에는 기타 다양한 정보가 포함되어 있습니다. 일부 요소의 경우 스펙트럼 모양은 재료의 결합 유형에 따라 크게 달라집니다. 따라서 어떤 원소가 존재하는지뿐만 아니라 어떤 유형의 결합 구성에 있는지를 분석하는 것이 가능합니다.
기기활용
❍ (반도체 분야) DRAM, NAND Flash, Logic, 뉴메모리 제품 등의 반도체 소자 및 공정개발, 설비기술 개발, 신소재 연구 등에 머리카락 두께의 1만분의 1 정도 수준까지 이미지 분석뿐만 아니라, 초미시구조의 전자회절, 원소의 정성, 정량 분석 등을 통해 반도체 소자 특성 분석에 기여
❍ (의대, 치대, 수의대 분야) 의대, 치대, 수의대 등의 의생명과학 분야의 연구에 사용되는 TEM은 시료의 손상을 막기 위해 가속전압 80~120KV로 관찰하여 고배율의 이미지를 관찰할 수 없지만, Cs-TEM은 30KV, 80KV에서도 구면수차를 제거하여 고분해능관찰이 가능하여 시료의 손상없이 초미시구조 관찰, 생물과 소재 분야의 융복합 연구에 활용
❍ (자연대, 농생대 분야) 기존의 자연대 및 농생대 분야의 연구는 1만배 이하의 수준에서 조직학적 관점에서 시료의 분석이 이루어졌으나, Cs-TEM을 이용하여 나노수준의 분석까지 가능하여 기존에 분석에 한계가 있었던 세포내 초미세구조 분석, 세포의 생성 및 분해, 유전자변형 생물의 초미시구조 변화, 나노물질이 세포에 미치는 영향 등 새로운 정보를 얻을 수 있음
사양
성능(Performance)
1) Resolution at 200kV
Point in TEM mode : 0.23nm
Lattice in TEM mode : 0.1nm
Information limit : 0.11nm
STEM BF image : 0.078nm
STEM DF image : 0.078nm
2) Accelerating Voltage : 200kV
Minimum Voltage : 30kV
Step size : 50 V minimum
3) Electron Gun
Emitter : W(310) Cold Field Emission Gun
Brightness : ≥8x108 A/㎠·sr(at 200kV)
Pressure : 1x10-8 Pa
Probe current : ≤ 0.5nA for 0.2nm probe diameter
Energy resolution : 0.3eV
4) Power Stability
Acc. Voltage : ≤ 5 x 10-7/min
OL current : ≤ 5 x 10-7/min
5) Objective Lens(TEM)
Focal length : 2.3 mm
Cs : 1.0 mm
Cc : 1.4 mm
Min. focal step : 0.35nm
6) Objective Lens(STEM)
Cs : -0.1 mm to 1.0 mm
Cc : 1.7 mm
7) Convergent beam Diffraction angle : 1.5 ~ 20 mrad
Acceptance angle : ± 10˚
8) Magnification
TEM Low Mag mode : x50 ~ x60,000
TEM Mag mode : x3,000 ~ x2,000,000
TEM SA Mag mode : x8,000 ~ x800,000
STEM Mag mode : x20,000 ~ x150,000,000
STEM Low Mag mode : x200 ~ x15,000
9) Camera Length
SA diffraction : 80 ~ 2,000mm
10) Specimen tilting : ± 35˚ /± 30˚
11) EDS Solid angle : 1.75str
