WDS, EDS

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WDS와 EDS의 차이점은 간단히 말해 여기된 전자를 분석하는 방법에 있다 하겠다. WDS는 여기된 전자의 파장을 읽어내는 것이다. 입사된 전자에 의해 튕겨 나온 기존의 shell의 전자가 이미지를 형성하는 반면 그에 따른 단결정과 검출기의 위치를 기하학적인 배열을 유지하며 발생되는 모든 X선을 검출한다. 이에 반해 EDS는 공간상의 X선의 특정 에너지를 검출해 낸다는 것이 간략한 내용이다. EDS는 WDS에 비해 속도, 간편성, 다원소 동시분석등의 장점이 있어 주사전자현미경에서의 가장 보편적인 분석장비로서 위치를 확고히 하고 있다. 이의 가장 큰 특징은 정성에서는 한 화면에 모든원소 (4Be-92U)를 스펙트럼 형태로 나타내주므로 WDS처럼 원소별로 단결정 분광기를 움직여햐하는 불편이 없고 정량면에서는 100초 정도의 분석시간으로 0.5WT%이상의 원소를 분석 가능하며 장시간 분석시는 최소 0.1WT%까지 검출 가능하다. 한편 정량 분석시의 오차범위는 2% 이내가 된다. 일반적으로 EDS의 분해능은 약 150 - 160 eV로서 때로는 피크들이 서로 중첩되어 정확한 정량분석이 어려울 경우도 있다. 이를 극복하기 위하여 WDS를 사용하기도 한다.
이러한 X선 실험시 전자가 가지고 있는 에너지의 0.1% 정도는 X선으로 변환 되지만 대부분은 열로 변환 되어 없어진다. 이러한 이유로 target 표면을 물로 냉각 시킨다. 표면과 물의 열교환율을 높이기 위하여 물을 제트상태로 공급하는 것이다. 여기서 주의 할 점은 냉각수에 이물질이 포함되어 있는 경우 막힐 우려가 있으므로 필터로 여과하여야 한는 것이다.
실험에 의해 도출된 데이터를 살펴보면 우리가 실험시 사용한 시편의 정성 분석을 할 수 있다. 즉, 이 시편에는 Ni, Cr, Fe이 들어 있는 것을 알 수 있다.
재료를 공부하는 재료 공학도로써 X선을 사용해 이전에 배웠던 이론상의 내용들을 다시 한번 되새기는 기회가 되었고 평소 접해 보기 힘든 실험기기등을 간접적으로 나마 다뤄볼 수 있었으며 특히 배경지식 습득에 큰 도움이 되었다는데 큰 의미가 있는 실험이었다 하겠다.
5. 참고 문헌
☞재료과학과 공학(사이텍 미디어:2000)- William F. Smith 83~91 page
☞결정학 개론(양조 출판사:1997)- 정수진 196~200 page
☞X선 회절(아이씨티:2003)- 한봉희 545~551 page
☞http://bulam.snut.ac.kr

키워드

WDS,   EDS,   분광실험