주사형 X선 투과 분광현미경(STXM)의 폴리머 재료에 응용

전문가 제언

○ 폴리머 브랜드나 나노복합재료의 개발에 있어서 그 상 분리나 도메인 구조의 계면을 정확하게 관찰하는 것은 지극히 중요하다. 근래에 그들 계면을 관찰하기 위해서 주사형 투과 전자현미경(STEM)이 보급되어 높은 공간분해능과 원소분석 능력에 의해 다양한 재료에 적용하고 있다.

 

○ 이 STEM의 “E“(전자선)를 “X“(X선)으로 변화한 것을 주사형 X선 투과 분광현미경(STXM)이다. STXM에서도 STEM과 마찬가지로 미세한 X선 빔이 필수인 것으로 X선 광원으로는 통상 방사광이 이용된다. STXM의 특징은 전자선과 비교할 경우 전자선에 비해서 시료에 미치는 손상이 적고 화학결합 상태에 관한 정보를 보다 상세하게 얻을 수 있다.

 

○ 이 기고는 STXM의 폴리머 재료에 대한 폴리머 상 분리나 도메인 구조의 사례와 함께 그들을 통해서 접착/박리현상 해명의 도구로서 STXM의 가능성에 관해서도 설명하였다. STXM은 특징은 집광한 X선 빔을 박편화한 샘플 상에서 스캔하면서 투과신호를 검출하는 방법이다. STXM에는 X선 집광에는 ZP(zone plate)가 사용된다. 현재 공간 분해능은 25～35㎚ 정도가 얻어진다. X선 흡수단 근처 미세구조(NEXFAS)의 스펙트럼이 미소부분에서 화학상태를 해명하는 방법으로 이용한다.

 

○ STXM은 1990년 초에 미국에서 실용화된 후, 케나다, 독일 및 일본 등에서도 설치 운영 중에 있다. 국내 STXM은 포항가속기 연구소에서 나노미터 공간 분해능을 가지는 방사광 현미경 실험기법에 최적화된 빔라인의 시설을 2012년에 완공하였다. 이 STXM 실험장치는 ZP를 이용하여 빛을 20∼100㎚로 집속한 후 X-선 흡수 스펙트럼을 측정한다.

 

○ 현재 이 시설은 시운전과 소재 샘플들에 대한 시험 중에 있고, 마친 후에 이용자에게 공개할 예정이다. STXM을 이용한 연구 분야도 나노소재, 폴리머, 미생물, 및 촉매물질 등 매우 다양하다. 또한, 화학구조, 화학결합을 결정하는데 in-situ 실험 등 시료의 원하는 위치에서 광흡수 분광정보를 획득할 수 있다. 특히 STXM는 새로운 나노복합재료의 연구에 있어서 상 분리나 도메인 구조, 이종 계면에서 편석 등의 데이터 수집 해석에 크게 기여할 것이다.

저자

Jun KIKUMA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

49(11)

잡지명

日本接着學會誌

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

421~426

분석자

이*복

분석물

• 주사형 X선 투과 분광현미경의 폴리머 재료에 응용.pdf [356,261 byte]

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