[1] 스캔이란 무엇인가?

[1] 스캔이란 무엇인가?

1.스캐닝이란?

텔레비전이나 사진을 전송할 때 화면을 여러 개의 점으로 세분하고 그 점을 전기 신호로 바꾸는 일, 또는 이 전기 신호에서 점을 조립하여 화면을 재구성하는 일을 스캔(scan)이라고 말한다.

주사 전자 현미경에서는 관찰하고자 하는 시료의 화면을 여러 개의 점으로 세분하여 전기 신호로 받는 작업을 말한다. 이렇게 하여 시료 위에 각 점을 모니터 위의 점으로 옮겨서 상을 확대하게 되는 데 이 때 배율은 다음과 같다.

배율 = Lmon / Lspec

2. 전자의 편향

SEM에서 스캔은 Scan coil을 이용하여 전자총으로부터 쏘아진 전자빔을 원하는 방향으로 편향시키는 방식으로 한다. 이 때 scanning coil X,Y축 한 것을 아래에 하나 위에 하나, 두 개를 써서 서로 역극성이 되게 하면 더 넓은 범위를 스캔할 수 있다고 한다. 이렇게 하면 상단의 편향 코일로 편향시킨 전자선은 하단의 편향 코일에 의해 역방향으로 휜다.  

움직이고 있는 전자를 편향시키는 방법에는 전기장을 이용하는 것과 자기장을 이용하는 것이 있다.

전기장에 의향 편향을 알아보자.

전자는 전기장 방향의 반대 방향으로 힘을 받아 편향된다. F = qE

평행판 한 쌍으로는 한 축만 평향이 가능하기 때문에 X,Y축 스캔을 하기위해서는 평행판 두 쌍이 필요하다.

다음으로 자기장에 의한 편향을 알아보자.  

  

전자는 자신의 운동 방향과 자기장의 방향에 수직하게 힘을 받는다. F = q(v x B)

솔레노이드 코일에 전류를 흘리면 자기력 선이 생성된다. 그래서 두 개의 코일을 이용하면 어느 정도 균일한 자기장을 만들 수 있다. 이 자기장에 수직하는 방향으로 전자를 편향시킨다.  

3. SEM 스캐닝 방법

x축 스캔 코일 한 쌍과 Y축 스캔 코일 한 쌍을 제어해서 표본을 스캔 할 수 있도록 전자 빔 제어한다.  

스캔파형으로는 톱니파를 사용한다. 위의 a파형은 2차원 화면인 b를 스캔하는 방식이다. 전계를 이용하든 자계를 이용하든 X,Y축으로 편향시킬 수 있는 두 쌍의 편향 장비를 사용해서 위와 같은 톱니파로 2차원 스캔을 할 수 있다.