Exp5 Electron diffraction 전자 회절

목차

1. Object

2. Introduction

3. Background Information
1) Bragg’s law
2) Equations for electron diffraction
3) Diffraction patterns of single crystalline, polycrystalline, and amorphous samples
4) Diffraction pattern of Graphite
5) X-ray diffraction

4. Equipment
1) Electron diffraction tube
2) Vernier caliper

5. Pre-lab questions

6. Materials

7. Procedure

8. Measurement

9. Results&Discussion
1) Data evaluation
2) Wavelength 구하기
3) r과 λ의 그래프를 그려서 interplanar distance 구하기
4) 실제 값과의 비교

10. Conclusion

11. Reference

본문내용

1. Object
Graphite의 전자 회절 패턴을 분석하고 Graphite의 interplanar distance를 측정함으로써 전자 회절의기본적인 개념을 이해한다.

2. Introduction
처음 양자역학의 원칙은 물질의 파동성이었다. 1924년, 드브로이가 모든 물질은 파동성과 입자성을 동시에 가진다고 주장하였는데 물질은 h/p의 파장을 가진다. 이것은 매우 혁신적인 발견이었으며 1927년에 Lester Germer의 실험에서 실제로 특정 전자들의 파동성이 발견되었다. 실험은 니켈으로부터 반사된 전자를 관찰하였는데, 반사되는 전자의 세기가 흩어지는 각도에 대한 함수로 나타내어져 최댓값과 최솟값을 가짐을 관찰할 수 있었다. 이것은 전자가 회절되어 빛의 회절처럼 보강간섭, 상쇄간섭을 일으키는 것이다. 전자 회절은 양자역학적으로도 매우 중요한 내용이며, 새로운 물질을 연구하는데 중요한 도구로 사용된다. TEM를 이용하여 고체 물질의 구조를 알아내고, SEM을 이용하여 전자가 backscatter diffraction되는 것도 관찰할 수 있다. 이 실험에서는 그래핀 타겟을 이용하여 탄소 원자 사이의 거리를 측정해 볼 것이다.

<중 략>

4. Equipment
1) Electron diffraction tube
전자빔은 가열된 양극에서 방출된 전자 흐름을 만들어내는 전자 총으로부터 만들어진다. 양극과 음극 사이의 강력한 전기장에 의해 전자가 가속되고, 가속된 전자가 graphite의 foil과 충돌하면서 회절이 일어난다. 회절이 일어난 후, 전자들이 fluorescent screen에 도달하면 빛이 방출되어 회절 그림이 보이게 된다. 대부분의 전자들은 직진하여 fluorescent screen의 중앙에 밝은 점을 만든다. 실험은 전자과 기체 분자들과의 충돌을 방지하기 위하여 진공관 내에서 진행된다.
2) Vernier caliper
Vernier caliper를 이용하면 정확한 길이를 측정할 수 있다.

참고 자료

Electron diffraction experimental guide-1(PHYWE)
Ahn, J.; Park, J. Electron Diffraction and Nanostructural Analysis in Electron Microscope Polymer Science and Technology 2006, 17
Electron diffraction experimental guide-2
Sungkyunkwan university TEM workshop ppt
Other various experimental guides