[고분자공학과]X선 회절

목차

*　X선 회절
1. XRD(X-Ray Diffractometry)

2. XRD분석의 종류
(1) 분말법(WAG:wide angle goniometry) 회절분석
(2) 박막(TFD: thin film diffractometry) 회절분석
(3) 고분해능(HRXRD)/쌍결정(DCXRD: double crystal X-ray diffractometry)회절분석

3. 분석 능력

4. 활용 분야

5. 장점과 단점

6. X-선 회절계의 일반적인 구조
1) X-선 발생장치(GENERATOR)
(1) X-선 튜브
(2) 보안회로와 급수장치
2) 고니오미터(GONIOMETER)
(1) 광학계
(2) 필터(Filter)
(3) 모노크로미터(Monochromator)
3) 검출기와 계수기록회로(Electronic circuit panel)

７.밀러지수 결정법

본문내용

● XRD의 기본원리
1. XRD(X-Ray Diffractometry)
1912년 von Laue에 의해 결정에 의한 X선 회절 현상이 발견된 이래 거의 모든 재료 연구 분야에서 가장 광범위하게 사용되고 있는 결정구조 분석기기이다.
결정에 X선의 쬐면 결정 중 각 원지는 입사 X선을 모든 방향으로 산란시키며, 이 산란된 X선들이 합쳐져 회절 X선을 형성하게 된다. 회절이 일어나기 위한 필요 조건은 Bragg`s Law() 이다.
X선 회절 분석으로 얻을 수 있는 정보는 회절선의 위치는 결정의 하하학에 대한 정보를 포함하며 강도는 결정내 원자들의 형태 및 배열과 관련되어 있고, 회절선의 폭은 결정성의 척도이다.

2. XRD분석의 종류
(1) 분말법(WAG:wide angle goniometry) 회절분석
주로 실리콘, 화합물반도체, 초전도체, 세라믹 등 원재료의 격자상수, 결정면등을 분석할 때 이용되면, Laue회절패턴 등도 연구할 수 있다.

Fig. 2. Measurement set up for WAG
(2) 박막(TFD: thin film diffractometry) 회절분석
X선은 수 ㎛이상의 깊이까지 침투하여 회절하므로 박막 두께가 수 천Å이하로 얇을수록 회절강도가 상대적으로 감소하기 때문에 박막의 peak가 잘 나타나지 않는다. 따라서 박막에 관한 정보만을 얻기 위해 시료 표면에 대한 X선의 입사각(θ)을 낮추어서 2°～4°로 고정시키고 검출기의 결로 2θ만을 주사하여 분석한다.
Fig. 3. Measurement set up for TFD.
(3) 고분해능(HRXRD)/쌍결정(DCXRD: double crystal X-ray diffractometry)회절분석
정밀 각도 분해능을 가진 단결정 재료를 이용하여 입사되는 x선 빔의 파장을 단색화함으로써 분해능을 높이고, 알반 x선 이론을 진보시킨 동적 이론을 적용함으로써 미세한 회절각도 차이를 측정할 수 있으므로 주로 단결정 재료의 정밀한 격자상수 변화 및 결정성 등을 분석할 수 있다.

참고 자료

X-ray 회절및 응용 chapter 10장
http://phys.kookmin.ac.kr/%7Exray/xrd/xrd.html
http://www.kmac.to/korean/xrd.pdf
http://cont3.edunet4u.net/~tjsans1/link/25.htm
재료과학 변재동, 박영구, 유상임, 장현구 공역