SAED (Selected Area Electron Diffraction, 선택 영역 전자 회절)

SAED (Selected Area Electron Diffraction)는 투과전자현미경 (TEM, Transmission Electron Microscope) 분석 기법 중 하나입니다. 특정 영역에서의 결정 구조와 격자 정보를 분석하기 위해 선택된 영역에 대해 전자 회절 패턴을 얻는 방법입니다. 미시적 영역(수십 nm 크기)의 결정 구조, 배열, 그리고 상(phase) 정보를 분석할 수 있습니다.

 

Austenite ZADP - Wikipedia

 

 

SAED의 원리

전자 회절(Electron Diffraction): TEM에서는 가속된 전자 빔이 시료를 통과하면서 브래그 법칙(Bragg’s Law)에 따라 회절이 발생합니다. 이 회절된 전자들은 주기적인 원자 배열에 의해 특정 각도로 산란되어 회절 패턴(Diffraction Pattern)을 형성합니다.

선택 영역 (Selected Area): TEM의 선택 영역 조리개(Selected Area Aperture, SAA)를 사용해 특정 영역에서만 회절 패턴을 수집합니다. 이로써 넓은 시료 중에서도 원하는 부분의 결정 구조만 분석할 수 있습니다.

회절 패턴 분석: 회절 패턴은 격자 간격(d-spacing)과 결정 방향(crystal orientation)에 대한 정보를 파악할 수 있습니다. 점(point) 회절 패턴은 단일결정(single crystal), 고리(ring) 회절 패턴은 다결정(polycrystalline), 흐릿한 패턴은 비정질(amorphous)을 의미합니다.

 

SAED의 특징

국소 분석: 작은 영역(수십 nm 수준)에 대한 결정 구조 정보를 제공

다양한 시료 분석: 단결정, 다결정, 비정질 물질 분석 가능

격자 상수 측정: 회절 패턴을 통해 격자 상수(lattice constant)를 계산할 수 있음

상(Phase) 분석: 특정 영역의 상 구분 및 결정 방향 분석

 

SAED의 응용

반도체 및 나노소재 분석: 반도체 박막, 나노 입자의 결정 구조 확인

결정립 분석: 금속, 합금, 세라믹의 미세 구조 및 결정립 분석

재료 과학 연구: 결정 상(phase identification) 및 결함 분석

신규 물질 개발: 새로운 나노소재의 결정 구조 규명

 

SAED는 TEM에서 특정 영역의 결정 구조를 분석하기 위한 핵심 기법으로, 미세 영역에서의 결정립 구조, 상 분석, 격자 간격 등을 정확하게 확인할 수 있고, 시료의 미세 구조적 특성을 해석하고 최적화할 수 있습니다.

 

制限視野電子回折 - Wikipedia