박막을 산란으로 본다

전문가 제언

 

창을 통하여 보이는 풍경, 쌍안경으로 확대되는 들새, 수면에 비치는 태양, 얕게 보이는 물밑 등, 우리들은 경험을 통하여 투과 ？ 굴절 ？ 반사의 현상을 이해하고 있다. 파도의 성질을 가지는 X선, 전자선, 중성자선 등의 양자선에 있어서도 빛과 마찬가지로 투과 ？ 굴절 ？ 반사를 이해할 수 있다.

 

한편, 푸른 하늘, 석양 등, 빛의 산란에 의한 현상은 알고 있지만, 직감적인 이해는 어렵다. 산란광에는 입자(산란체)의 형태에 대한 정보가 포함되어 있다. 광파장의 성질로부터 산란체 형태와 산란된 빛의 진폭 각도？파장 의존성간에는 푸리에 변환(Fourier transform)과 역변환의 관계가 있는 것으로 알려져 있다.

 

산란체(Scatterer)의 형상을 알면, 산란광 강도는 푸리에 변환에 의하여 계산이 가능하기 때문에 많은 모델로부터 산란광의 강도 각도？파장 의존성(산란 패턴)의 계산이 가능하다. 모델과 산란 패턴간의 관계를 연결하는 것에 의하여 「산란인」이라고 불리는 사람들이 그러하듯이, 물질의 형상을 「산란으로 본다」는 것이 가능해 진다.

 

요즈음, 방목입사소각X선산란(GISAXS: Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering)이, 박막구조 해석방법으로서 등장했다. 그러나 GISAXS에서는 반사？투과？굴절？산란이 동시에 일어나는 복잡한 현상을 취급하지 않으면, 고전적인 소각산란의 일종으로서 반드시 실험결과 해석은 용이하지 않다. 이 토픽에서는 GISAXS의 원리와 해석방법에 있어서, 산란을 전문으로 하지 않는 대상으로서 수식을 사용하지 않고, 평이한 말로서 설명하고 있다.

 

「박막을 산란으로 본다」를 생각하는 경우, 일반적인 소각X선산란(SAXS: Small Angle X-ray Scattering)에서는, 고전적인 방법론에 의하여 산란체구조의 추측이 가능하다. 기판인 고체상에 지지되고 있는 박막은 SAXS로서 보는 것으로 생각된다. 기판？박막표면에 대해서 수직방향으로 X선을 입사하고, SAXS를 수행하는 경우는 산란을 일으키는 체적(빔의 단면적 × 박막의 두께)이 상당히 적고, 산란강도가 미약하기 때문에 적응 가능한 시료는 상당히 제한된다. 따라서 박막표면과 평행에 가까운 각도에서는, 박막을 옆으로부터 보도록 X선을 도입시키면 어떨까라고 생각된다.

 

 

저자

Hideaki Yokoyama

자료유형

연구단신

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

62(11)

잡지명

高分子

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

677~678

분석자

정*진

분석물

• 박막을 산란으로 본다.pdf [245,065 byte]

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