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SEM/TEM 관찰용 시료 준비 장치
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개요·특징

정전 스프레이를 이용한 나노 재료의 기판 고정

SEM/TEM 관찰용 시료 준비 장치

응집이 없는 나노 재료의 기판 고정이 가능
SEM/TEM 관찰용 기판을 간편하게 제작

PDS-P

SEM/TEM 관찰용 시료 준비 장치(CLICK : Zoom In/Out)나노 재료는 응집이 쉽고 취급이 용이하지 않기 때문에 적은 용매 속에 분산된 상태가 좋습니다. 이 분산 액에 있어서 각 각의 나노 재료의 크기나 형상 혹은 응집 상태를 파악하는 것은 나노 재료의 연구나 응용 개발에 있어 지극히 중요합니다.

나노 재료의 관찰에는 주사형전자현미경(SEM)이나 투과형전자현미경(TEM)이 적합합니다만 종래와 같이 관찰 기판에 분산 액을 도포·건조하는 방법으로는 그 과정에서 응집체가 되기 때문에 각 각의 상태를 파악하는 것이 어렵습니다.



『SEM/TEM 관찰용 시료 준비 장치 PDS 시리즈』

『SEM/TEM 관찰용 시료 준비 장치 PDS-P시리즈』는 정전 스프레이의 원리를 응용하여 이러한 문제를 해결하였습니다.
나노 재료를 간편하게 기판 위에 고정할 수 있고 SEM 혹은 TEM에 의하여 나노 재료의 관찰을 쉽게 합니다.

응용 예

나노 입자의 물 분산액의 실례

나노 재료 분산액을 종래의 방법으로 도포·건조하면 기판 표면에서 응집해 버립니다.
본 장치를 이용하면 정전 스프레이의 응용에 의하여 나노 재료가 균일하게 분산 고정되기 때문 각 각의 나노 재료를 확실하게 식별해서 관찰할 수 있게 됩니다.

아래의 예(1), (2)의 각각 왼쪽의 사진을 보면 다이아몬드나 금의 나노 입자가 응집하고 있습니다만 오른쪽의 사진에서는 본 장치에 의하여 균등하게 분산되고 있는 모양을 알 수 있습니다.

(1) 다이아몬드의 물 분산액

(1) 다이아몬드의 물 분산액(CLICK : Zoom In/Out)


(2) 금의 물 분산액

(2) 금의 물 분산액(CLICK : Zoom In/Out)

특징

특징(1)
응집이 없는 단일 나노 재료의 기판 고정
각각의 작은 액체 방울에 1개 혹은 0개의 나노 재료가 포함되는 농도로 사용하면 응집이 없는 나노 재료의 관찰 기판을 제작할 수 있습니다.
특징(2)
1회용 분무 노즐의 채용
실험 재료 액체가 접촉하는 노즐 선단부는 1회용 구조로 되고 있기 때문에 별도의 노즐 내의 세정은 불필요합니다.
특징(3)
최대 8μL을 처리할 수 있고, 유기용매에도 대응
작은 사이즈의 액체 방울 형성에 적합한 정전 스프레이 장치로 최대 8μL의 실험 재료 액체을 취급할 수 있습니다.

응집이 없는 나노 재료의 코팅(도포) 원리

응집이 없는 나노 재료의 코팅(도포) 원리

SEM用試料作製の原理(1)
나노 재료를 응용하여 제품을 만들거나 혹은 연구를 위하여 SEM/TEM 등으로 관찰할 경우 기판 등의 표면에 균일하게 나노 재료를 고정 할 필요가 있습니다. 그러나, 나노 재료 분산 액을 도포·건조하는 과정에서 응집해 버리는 문제가 있었습니다.

코팅(도포) 기술은 정전 스프레이의 원리를 응용하여 이러한 문제를 해결하였습니다.

원리
1. 노즐내의 나노 재료 분산액과 기판의 사이에 전압을 걸면 쿨롱(coulomb)력에 의하여 노즐 선단의 액체 표면이 원추 형태로 변형하고 그 선단으로부터 액체의 표면장력에 반하여 미세한 액체 기둥(제트류)이 사출됩니다.
2. 제트류 표면에서 같은 극의 전하끼리 척력이 발생하기 때문에 작은 액체 방울이 분열합니다.
3. 작은 액체 방울은 증발하고 대전한 나노 재료가 공간으로 진행해 가게 됩니다.
4. 나노 재료는 먼저 기판에 도달한 대전 나노 입자를 피하여 기판에 흡착합니다.
그 때문에 나노 재료는 기판 상에서 응집하지 않고 균일하게 고정됩니다.



샘플 액체의 유전율

샘플 액체의 유전율

(2)
양호한 스프레이를 실현하기 위해서는 유전율이 높은 샘플 액이 바람직 합니다. 샘플 액의 유전율은 분산 매개체나 함유 나노 재료의 유전율 및 그 비율에 의하여 결정됩니다.


[참고] 샘플 액의 유전율
water(80) dimethylsulfoxide(47.0) toluene(2.4)
ethanol(20.7) acetic acid(6.2) carbon
tetrachloride(2.2)
methanol(32.6) 1-butanol(18.0) silicone oil(2.2)
isopropanol(18) 1-propanol(20.0) hexane(2.3)
acetone(24.3) acetic ether(6.0)  
dimethylformamide(38) tetrahydrofuran(7.5)  
nitrobenzene(34.8) diethyl ether(4.3)