전자현미경을 이용한 관찰

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험 기구 및 시약
5. 실험 과정
6. 실험 결과
7. 논의 및 고찰

본문내용

1. 실험 제목 : 전자 현미경

2. 실험 목적 : 전자 현미경의 사용법을 숙지하고 전자현미경을 통해 여러 사물을 관 찰 할 수 있다.

3. 실험 이론

▪ 전자현미경의 기원
광학현미경은 가시광선을 사용하여 영상을 형성하기 때문에 1000배정도의 배율과 0.2 micrometers 정도의 분해능의 한계이다. 1930년대 초기에 이미 광학현미경은 이러한 한계에 직면하였다. 한편 10,000배 이상의 배율이 필요한 유기물 세포의 내부구조(핵, 미토콘드리아등) 를 연구하고자 하는 과학적 필요가 전자현미경을 탄생시키게끔 되었다.
1931년에 독일 과학자 Max Knoll 과 Ernst Ruska가 광학현미경과 같은 형태의 현미경에서 가시광선대신에 전자비임을 사용한 첫번째 투과전자현미경(TEM)을 사용한 것이 효시이다. 주사전자현미경(SEM)은 전자비임을 시료의 표면 한점에 촛점을 맞추어 보고자 하는 시료영역에 걸쳐 "scan" 을 하여야 하기때문에 전자회로기술의 발전이 늦어 1942년에 시도되었으며 1965년에야 첫번째 상업용 기기가 시판되었다.

▪전자현미경 개요
전자현미경은 전자가속기로서 전자비임을 전자기렌즈를 이용하여 초점을 형성한다. 가속전압은 대개 500eV-30 keV이고 illumination source로서는 텅스텐으로 만든filament를 사용하는데, 이를 전자총 (electron gun)이라고 부른다. 전자총에 고전압이 걸리면 filament가 2700 K 까지 온도가 올라가서 filament의 끝부분에서 열전자(thermal electron)를 방출하게 된다. 전자기 회로로 구성된 렌즈가 전자비임의 초점을 맞추게 하고 전자비임이 시편을
스캐닝(Scanning)하게되며, 이때 발생되는 이차전자를 Detector에서 받아들여 영상처리한 다음 확대된 영상을 스크린 혹은 CRT에 보여주게 된다. 렌즈 시스템과 시편은 세로로 된 원통형의 column 속에 위치하게 되고 내부는 진공에 가깝게 유지된다. 진공을 유지시키는 이유는 전자들이 filament 에서 나와 시편에 이를 때 까지 공기중의 분자들과 충돌하여 진로를 잃는 것을 방지하기 위해서 이다. 전자들이 10-4 torr정도의 진공에서는 mean free path가 약 125cm에 불과하기 때문에 약 10-7 torr이상의 고진공이 필요하다. 주사전자현미경(SEM)장비는 크게 광원에 따라 분류하며, 전자기회로로 구성된 렌즈가 전자비임의 초점을 맞추게 하고 전자비임이 시편을 통과한 다음 확대된 영상을 스크린 혹은 CRT에 보여주는 것이 일반적이다.

참고 자료

물리화학(7판)
Peter Atkins, Julio de paula
교보문고
일반화학(8판)
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자유아카데미
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녹문당
물리화학
David W. Ball
자유아카데미