EDS는 Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy(에너지 분산 X-선 분광법)의 약어입니다. 이 기술은 전자 미세 분석기의 일부로 사용되며, 시료에서 X-선을 생성하여 시료 내의 원소의 존재와 분포를 분석하는 데 사용됩니다.
장비명
EDS (Energy Dispersive X-ray Spectrometer)
Bruker – EDS
EDS 대표 분석물질
원소를 포함하고 있는 모든 물질
분석 할수 있는 것들
- 금속 시료:
- 철, 알루미늄, 구리, 니켈, 티타늄 등 금속 시료의 원소 분석에 사용됩니다.
- 광물 및 지질 시료:
- 각종 광물 (갈륨, 광석류 등)과 지질 시료에서 원소 분석에 활용됩니다.
- 전자 재료 및 반도체:
- 반도체 시료에서의 원소 분석, 전자 재료의 화학적 성분을 분석하는 데 사용됩니다.
- 세라믹 및 유리:
- 유리, 도자기, 세라믹과 같은 무기 물질의 원소 분석에 활용됩니다.
- 생물학적 시료:
- 조직, 세포, 생명체의 원소 분석을 수행할 때 사용됩니다.
- 표면 코팅 및 페인트:
- 표면 코팅, 도장, 페인트 등에서의 원소 분석을 수행합니다.
분석결과 및 가능 분석
<EDS분석 결과>
EDS 의 분석결과와 같이 기본적으로 정성과 정량이 가능하다.
하지만 더 강력한 기능은 정성,정량 + SEM(이미지) 기술이다.
인간은 시각적인 자료에 더 많은 인사이트를 얻는다. 이를 구현가능한 것이 SEM-EDS 이다.
| 구분 | 내용 |
| 이물 분석 |  |
| 코팅 분석 |  |
| 조직 분석 |  |
| 영역 mapping 분석 |  |
| BSE1 분석 |  |
단위검출한계
검출가능 원소: 3 Li(리튬) 부터 ~92 U(우라늄)
엄청난 범위에 원소 검출이 가능합니다.
검출한계: 1% 이상 단위 검출 가능, 대다수 원소는 1% 미만 검출한계
| 구분 | 내용 |
| at% | 각 원소의 비율을 원자 단위로 표현합니다. 즉, 물질 내 특정 원소의 원자 수를 전체 원소의 원자 수에 대한 백분율 |
| wt% | 물질 내의 성분을 질량 단위로 표현하는데 사용되며, 물질 내 특정 성분의 질량을 전체 물질의 질량에 대한 백분율로 나타냅니다. |
순수한 물(H2O) 100%를 예로 들어서 분석 한다면 아래와 같다.
| 단위 | 내용 | 백분율(%) |
| at% | H2O는 수소2개와 산소 1개로 이루어져있다. | 수소:66% / 산소 33% = 100% -> 덩치가 작아도 수가 많으면 됨😗 |
| wt% | H2O의 수소는 1g/mol 이고 산소는 16g/mol 이다. 즉 H2O는 수소가 2g/mol 이 있고 산소는 16g/mol 있다. | 수소: 2g/mol / 산소: 16g/mol =18g/mol 수소:11.1% / 산소:88.9% = 100% -> 수많으면 뭐해!, 몸무게로 승부하자!😠 |
시편규격
| 구분 | 내용 |
| Bulk | 30mm x30mm x 30mm 미만 |
| powder | 1g 이상 |
| liquid | 1g 이상(건조로 진행) |
장비이론
< 전자빔과 시료와의 상호 작용 모식도>
위에 그림에서 보듯이 1,2 번은 전자빔이다.
이 장비가 SEM과 결합되는 이유도 위에 이유이야 강한 전자빔이 필요하기 때문이다.
전자빔이 시료에 조사되면 시료는 두가지 x선 에너지를 방출한다.
바로 연속 x선2과 특정 x선3이다. EDS는 이 두 가지의 x선을 검출하여 원소의 정성과 정량을 확인한다.
즉 소스는 전자빔이고 산출되는 결과는 x선인 것이다.
각주
- BSE는 밝기 차이 전자 현미경 (Brightness Contrast Electron Microscopy) 또는 후방 산란 전자 현미경 (Backscattered Electron Microscopy)의 약어입니다.
BSE는 전자 현미경의 하나로, 시료 표면에서의 원자 구조와 밀도의 차이를 시각화하는 데 사용됩니다. 이 방법은 전자 빔이 시료 표면과 상호 작용할 때 발생하는 후방 산란 전자를 이용하여 이미지를 생성합니다.
전자 빔은 시료의 원자와 상호 작용하면서 후방으로 산란되는데, 이 산란된 전자들은 시료 내부의 원자의 밀도나 원자 번호에 따라 다르게 산란됩니다. 따라서 BSE 이미지는 시료 내의 밀도 차이나 화학적 구성의 변화를 시각적으로 보여주어, 물체의 표면과 내부의 세부 구조를 관찰하고 분석하는 데 유용합니다.
BSE는 주로 물질의 조성, 결정학적 특성, 결함, 결정 경계 등을 연구하는 데 사용되며, 재료 과학, 지질학, 공학 등 다양한 분야에서 활용됩니다. ↩︎ - 연속 X-선 (Continuum X-rays): 전자가 원자를 빠져나올 때 나타나는 X-선의 연속적인 스펙트럼입니다. 이 연속적인 스펙트럼은 전자가 높은 에너지를 가진 X-선에 의해 충돌하면서 전자가 빠져나올 때 발생하며, 전자의 운동에너지에 따라 다양한 에너지를 가진 X-선이 연속적으로 나타납니다. ↩︎
- 특성 X-선 (Characteristic X-rays): 원자 내부의 전자가 높은 에너지의 X-선에 의해 충돌하면서 발생합니다. 이 때 전자가 빠져나가거나 떨어져 나온 빈 자리에 다른 전자가 이동하면서 X-선을 방출합니다. 이러한 특성 X-선은 원소마다 특정한 에너지를 가지고 있으며, 이를 이용하여 각 원소의 존재를 파악하고 분석하는 데 사용됩니다. ↩︎