현미경

전자현미경은 거의 빛의 속도로 이동하는 전자의 파동성을 이용한 전자가속기로서 전자빔을 전자기렌즈를 이용하여 촛점을 형성한다. 가속전압은 대개 60-100 keV이고 illumination source로서는 텅스텐으로 만든 filament를 사용하는데, 이를 전자총 (electron gun)이라고 부른다. 전자총에 고전압이 걸리면 filament가 2700 K 까지 온도가 올라가서 filament의 끝부분에서 열전자(thermal electron)를 방출하게 된다(1차전자). 이 방출된 열전자 혹은 전계전자(Field-emitted electron)들은 집광렌즈(condenser lens)에 의해서 모아지고 대물렌즈(objective lens)에 의해서 시편의 표면에 초점이 형성된 다음 주사 시스템(scanning system)의 electromagnetic deflection coil에 의해서 시료의 표면을 훑게(scan) 된다. 입사빔이 시편에 충돌하면 시편에서는 2차전자(secondary electron)들이 방출되는데, 이 2차전자들이 닿으면 빛을 방출하는 scintillation counter에 모아지고 이 빛의 신호들이 photomultiplier에 의해 증폭된 다음 확대된 영상을 스크린 혹은 CRT에 보여주게 된다.
전자총으로부터 생산된 전자빔은 전자기둥에 있는 집광렌즈 및 대물렌즈에 의하여 10 ∼1 ㎚의 작은 직경으로 수렴되어 시료에 도달한다. 고에너지의 전자빔은 시료와 상호작용에 의하여 아래 그림에서 보는 바와 같이 여러 가지 특징적인 신호들을 시료 표면 또는 바로 밑의 내부로부터 발생시킨다.
현재 SEM이 가장 널리 활용되고 있는 분야는 fractography이다. 광학 현미경이나 투과 전자 현미경과는 달리 시편 준비가 매우 단순하고 파면을 손상시키지 않고 직접적으로 관찰할 수 있는 장점을 …