X -ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)
1. ºÐ¼® ¸ñÀû
ÀüÀÚ, ±¤ÀÚ È¤Àº ÀÔÀÚµéÀÌ ½Ã·áÀÇ ¿øÀÚµé°ú »óÈ£ÀÛ¿ëÇÑ °á°ú ¹ß»ýÇÏ´Â ÀüÀÚ, ±¤ÀÚ, ÀÌ¿Â ¶Ç´Â Áß¼º ¿øÀÚ µîÀ» ºÐ¼®ÇÔÀ¸·Î½á Ç¥¸é¿¡ ´ëÇÑ Á¤º¸¿Í, °áÇÕ¿¡³ÊÁöÀÇ º¯È·ÎºÎÅÍ Ç¥¸é¿ø¼ÒÀÇ ÈÇÐÀû »óÅ¿¡ ´ëÇØ ¾Ë ¼ö ÀÖ´Ù.
2. ºÐ¼® ¿ø¸®
ÀÏÁ¤ÇÑ ¿¡³ÊÁöÀÇ ±¤ÀÚ¸¦ ¿øÀÚ³ª ºÐÀÚ¿¡ ÂØ¸é µé¶á À̿°ú ±¤ÀüÀÚ°¡ ¹ß»ýÇÑ´Ù. A: ¿øÀÚ³ª ºÐÀÚ, A+*: ¿©±âµÈ ÀÌ¿Â, hv: X-¼± ±¤ÀÚÀÇ Æ¯¼º¿¡³ÊÁö, e-: ±¤ÀüÀÚ¶ó°í ÇÒ ¶§,
A + hv ¡æ A+* + e-
À̶§ ¹æÃâµÈ ±¤ÀüÀÚÀÇ ¿îµ¿¿¡³ÊÁö´Â ºÐ¼®±â¿Í °ËÃâ±â¿¡¼ Á¤È®È÷ ÃøÁ¤µÈ´Ù. ¹æÃâµÈ ±¤ÀüÀÚÀÇ ¿îµ¿¿¡³ÊÁö Ek´Â X-¼± ±¤ÀÚÀÇ Æ¯¼º¿¡³ÊÁö hv¿¡¼ core ÁØÀ§ÀÇ °áÇÕ¿¡³ÊÁö Eb¿Í ºÐ±¤°èÀÇ ÀÏÇÔ¼ö ¬¶¸¦ »« °ªÀÌ µÈ´Ù.
Ek = hv - Eb - ¦
Á¶»çµÈ ±¤ÀüÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö(hv)´Â ¾Ë ¼ö ÀÖÀ¸¸ç, Ek¿Í ¬¶ÀÌ ÃøÁ¤ °¡´ÉÇÔÀ¸·Î½á, ¿øÀÚ ³»¿¡¼ÀÇ ÀüÀÚÀÇ °áÇÕ¿¡³ÊÁö(Eb)°¡ °è»êµÈ´Ù. ÀÌ °áÇÕ¿¡³ÊÁö´Â ¿øÀÚÀÇ °íÀ¯ÇÑ °ª(¿¹: C1sÀüÀÚ 284eV, O1ÀüÀÚ 532eV, Si 2p3/2 99eV µî) À» °®±â ¶§¹®¿¡ Ç¥¸é¿¡¼ ¹æÃâµÇ´Â ±¤ÀüÀÚÀÇ ½ºÆåÆ®·³À» °üÃøÇÔÀ¸·Î½á Ç¥¸éÀÇ Á¶¼º¡¦(»ý·«)
3. ºÐ¼® ¹æ¹ý°ú ºÐ¼® Àåºñ
¤©. ¼öÁ÷ºÐÆ÷ ºÐ¼® (Depth profiling)
¤±. Àý¿¬¹°ÁúÀÇ ºÐ¼®
¤². À¯±âÈÇÕ¹°ÀÇ ºÐ¼®
|
°í ´Ù¸¥ Çϳª´Â ¼¼±âÀÎÀÚ¸¦ °¡Á¤ÇÏ¿© ¿ø¼Ò³óµµ¸¦ ±¸ÇÏ´Â ¹æ¹ýÀÌ´Ù.
¤©. ¼öÁ÷ºÐÆ÷ ºÐ¼® (Depth profiling)
½Ã·áÇ¥¸é¿¡ ¿¡³ÊÁö°¡ Å« ºÒÈ°¼º ±âü·ÎºÎÅÍ ¹ß»ý½ÃŲ ¾çÀÌ¿Â(Ar+)À» Ãæµ¹½ÃÅ´À¸·Î½á Ç¥¸éÀ» ºÐ´ç ¼ö ¡Ê¾¿ ±ð¾Æ³»¸é¼ ¼öõ¡Ê±îÁöÀÇ ±íÀÌ¿¡ µû¸¥ Á¶¼ºº¯È¿Í ÈÇÐÀû »óÅ º¯È¸¦ ºÐ¼®ÇÏ´Â ¹æ¹ýÀÌ´Ù. ÀÌ ¹æ¹ýÀº XPS¿Í AES¿¡¼¸¸ »ç¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Â À¯ÀÏÇÑ ºÐ¼®±â¼úÀÌ´Ù.
¤±. Àý¿¬¹°ÁúÀÇ ºÐ¼®
ºÐ¼®´ë»ó ½Ã·á°¡ Àý¿¬Ã¼(¼¼¶ó¹Í½º, À¯¸®, °í¹«, °íºÐÀÚ µî)ÀÏ °æ¿ì ±¤ÀüÀÚÀÇ ¹æÃâ¿¡ ÀÇÇÑ ÀüÀÚºÎÁ·À¸·Î ÇÏÀüÇö»ó(charging effect)ÀÌ ÀϾ¼ ±¤ÀüÀÚ ¼±ÀÌ ³ôÀº °áÇÕ¿¡³ÊÁö ¹æÇâÀ¸·Î À̵¿ÇÏ´Â ¼ö°¡ ÀÖ´Ù. ÀÌ·± °æ¿ì¿¡´Â ½Ã·á Áß¿¡ Àß ¾Ë·ÁÁø ¿ø¼ÒÀÇ Á¤È®ÇÑ ¿¡³ÊÁö(C1s: 284.6eV, Au 4f7/2: 83.8eV, Ag3d5/2: 367.9eV)¸¦ ÀÌ¿ëÇؼ º¸Á¤ÇØ ÁÖ¾î¾ß ÇÑ´Ù. Auger electron spectroscopy¿¡¼´Â ÇÏÀü Çö»ó ¶§¹®¿¡ ¸¹Àº Á¦¾ÈÀ» ¹Þ°í ÀÖ¾î Àý¿¬¹°ÁúÀÇ ºÐ¼®¿¡¼´Â XPS°¡ ´õ¿í À¯¿ëÇÏ´Ù.
¤². À¯±âÈÇÕ¹°ÀÇ ºÐ¼®
À¯±âÈÇÕ¹°ÀÇ XPS ½ºÆåÆ®·³À» IR, NMR°ú °°ÀÌ º¸¿ÏÇÏ¸é¼ Çؼ®ÇÏ¸é ¸¹Àº Á¤º¸¸¦ ¾òÀ» ¼ö ÀÖ´Ù. À¯±â¹°ÀÇ ±¸Á¶Çؼ®, ¿ø¼ÒÁ¤·®, ¿øÀÚÀÇ °áÇÕ, ¿øÀÚ°¡ÀÇ ¼ºÁúÀ» ±Ô¸íÇÒ ¼ö ÀÖÀ¸¸ç, ¶ÇÇÑ °íºÐÀÚ ÇǸ·Çö»ó, ºÐÇØ ¸ÞÄ«´ÏÁò ±Ô¸íµµ ¾Ë¾Æº¼ ¼ö ÀÖ´Ù.
4. ºÐ¼® °á°ú ¹× Æò°¡
XPS´Â ¼ººÐºÐ¼® ¹× ÈÇлóÅ¿¡ °üÇÑ Á¤º¸¸¦ ¾ò´Âµ¥ ¸Å¿ì À¯¿ëÇϸç, À¯±â¹°Áúµµ ºÐ¼®ÇÒ ¼ö ÀÖ°í ºö¿¡ ÀÇÇÑ ¼Õ»óµµ ¸Å¿ì Àû´Ù, ±×·¯³ª Æò¸éÇØ»óµµ(º¸Åë ~1mm Á¤µµ)°¡ ³ª»Ú°í, ºÐ¼®¼Óµµ°¡ ºñ±³Àû ´À¸®¸ç, H°¡ ºÐ¼®µÇÁö ¾Ê´Â´Ù´Â Á¦ÇÑÀÌ ÀÖ´Ù.
5. Âü°í ¹®Çå
ÀüÀÚ Ç¥¸é ºÐ¼®±â±âÀÇ ¿ø¸®¿Í ÀÀ¿ë : AES ¿Í XPS, Çѱ¹°úÇбâ¼ú¿ø Àç·á°øÇаú ³í¹®, ´ëÇÑÀç·á±Ý¼ÓÇùȸ, P303 ~314