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실리콘 원자의 2p전자는 99eV의 결합에너지를 가지고 있다.hwp [자연과학]무기화학실험 -  XPS[ESCA]의 원리와 특성, 따라서 시료 내에 존재하는 원소 성분을 알 수 있는 것이다. 같은 원소라도 화학결합상태가 다르면 내각 전자의 결합에너지도 조금씩 변화하는데 이것을 Chemical shift라 한다. 예를 들어 산소의 1s 전자는 결합에너지가 531eV이고 탄소의 1s 전자의 결합에너지는 284eV, L각등 각(Shell)구조를 이루고 있으며, 전자의 에너지 준위와 양을 아는 방법이다.. ESCA는 전자를 이용한 표면분석 방법으로 표면의 원소 구성비(elemental composition)와 각 원소의 화학결합상태(chemical state)까지 알아낼 수 있다.hwp [자연과학]무기화학실험 -  XPS[ESCA]의 원리와 특성, XPS 장치에 대해서 다운받기 ???? (Down). 원리와 특성 XPS는 이 기술을 개발한 스웨덴 Uppsala 대학교의 Siegbahn에 의해 붙여진 ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)라는 별명으로 흔히 알려져 있으며  ......

 

 

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무기화학실험 - XPS(ESCA)의 원리와 특성, XPS 장치에 대해서

XPS(X-ray photoelectron spectrometer)

ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)

초고진공 중에 위치한 고체 표면에 특성 X-ray를 조사하여 시료 내에 전자를 밖으로 튀어나오게 하여 그 전자의 운동에너지와 강도를 측정하는 것에 의해 물질 내에 있는 고유의 전자 결합에너지, 전자의 에너지 준위와 양을 아는 방법이다.

 

1. 원리와 특성

XPS는 이 기술을 개발한 스웨덴 Uppsala 대학교의 Siegbahn에 의해 붙여진 ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)라는 별명으로 흔히 알려져 있으며 그 원리는 다음과 같다.

ESCA는 전자를 이용한 표면분석 방법으로 표면의 원소 구성비(elemental composition)와 각 원소의 화학결합상태(chemical state)까지 알아낼 수 있다.모든 원소들의 전자는 K각, L각등 각(Shell)구조를 이루고 있으며, 그 내각 전자들은 각기 독특한 에너지준위(Binding Energy)를 가지고 있다. 예를 들어 산소의 1s 전자는 결합에너지가 531eV이고 탄소의 1s 전자의 결합에너지는 284eV, 실리콘 원자의 2p전자는 99eV의 결합에너지를 가지고 있다. 이와같이 각 원소마다 내각 전자들의 결합에너지가 다르기 때문에, 내각 전자들의 결합에너지를 측정하면 어떤 원소가 있는지를 유추할 수 있다.

이 내각 전자의 결합에너지를 측정하는 방법은 원소에 X-ray를 쏘여주어, 광전효과(Photoelectric effect)에 의하여 튀어나오는 내각 전자의 운동에너지를 측정함으로써 알아낸다. 이렇게 측정된 전자의 결합에너지와 알려진 원소들의 내각 전자 결합에너지를 비교함으로써 그 전자가 어느 원소의 어떤 내각으로부터 나왔는지 알아낼 수 있고, 따라서 시료 내에 존재하는 원소 성분을 알 수 있는 것이다.

같은 원소라도 화학결합상태가 다르면 내각 전자의 결합에너지도 조금씩 변화하는데 이것을 Chemical shift라 한다. 이 현상은 화학결합에 의해 최외각 전자의 분포가 바뀌므로 이에 따른 정전기적 상호작용에너지 때문이라고 풀이된다. 이 Chemical shift 현상을 이용하면 전자의 결합에너지를 정확히 측정함으로써 원소의 성분만이 아니라 그 원소의 화학결합상태까지 알아낼 수 있다.

 

1)Ek 〓 hv - Eb - Ф

 

XPS는 photoelectron을 detect하면 Kinetic Energy를 얻을 수 있고 X-ray Source에서 나오는(주로 Mg, Al을 사…(생략)

 

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