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과학

전자 에너지 손실 분광법

전자 에너지 손실 분광법과학
영문명
Electron energy-loss spectroscopy
약칭
EELS
측정량
입사 전자의 에너지 손실
연계 장치
투과전자현미경
전자 에너지 손실 분광법은 시료를 지나는 전자가 비탄성 산란으로 잃은 에너지의 분포를 측정하는 방법이다. EELS라고 부르며, 투과전자현미경과 결합해 작은 영역의 원소와 전자 상태를 조사할 수 있다.

남은 에너지에서 손실 알아내기

입사 전자가 시료와 상호작용하면 일부 전자는 에너지를 전달하고 나온다. 입사 에너지와 통과 후 에너지의 차이가 손실 에너지이다. 예를 들어 알려진 입사 에너지보다 검출 에너지가 20 eV 작다면 그 전자의 손실은 20 eV이며, 검출 에너지가 20 eV라는 뜻은 아니다.

어떤 과정에 에너지를 주는가

전자는 시료의 격자 진동, 전자 전이, 전자들의 집단 진동, 안쪽 껍질 전자의 들뜸 등에 에너지를 전달할 수 있다. 손실 에너지 영역과 스펙트럼 모양을 분석해 관련 과정을 조사한다. 서로 다른 들뜸을 한 종류의 원소 신호로만 취급할 수는 없다.

영손실 피크

에너지 손실이 거의 없는 전자들은 스펙트럼의 0 eV 부근에 영손실 피크를 만든다. 관심 있는 약한 손실 신호를 분석할 때 이 강한 성분을 어떻게 다루는지가 중요하다. 영손실이라는 이름은 입사 전자의 에너지 자체가 0이라는 뜻이 아니다.

여러 번 산란하는 경우

시료가 두꺼워지면 전자가 여러 번 비탄성 산란하는 효과가 더 중요해진다. 이때 측정 스펙트럼을 단일 들뜸의 분포와 그대로 동일시하면 안 된다. EELS의 원소 및 전자 상태 분석에서는 측정 조건과 다중 산란의 영향을 함께 검토한다.

관련 문서

전자 / 에너지 / 투과 전자 현미경 / 분광학 / 원소 / 오제 전자 / X선 광전자 분광법 / 산란