FE-SEM, SE 분석과 BSE 분석 예시 및 차이점
활용 분야가 다른 BSE와 SE모드 분석 이미지의 차이
SE mode와 BSE 모드의 차이
SE 모드
SEM 분석 방법 중에서 가장 기본적인 모드입니다. 2차 전자를 이용해서 시료의 표면 이미지를 고해상도로 관측할 수 있어 미세 표면 구조를 확인하는 데 적합합니다. 주로 표면의 질감, 미세 형상, 나노 구조의 차이를 이미지에서 확인합니다. 특히 표면의 세부적인 질감을 잘 보여주기 때문에 작은 결함이나 입자 크기, 균열 등을 빠르게 분석할 수 있습니다.
BSE 모드
BSE 모드는 후방산란전자를 이용하여 시료 표면의 원자번호 차이로 대비되는 이미지를 형성합니다. 원자번호가 높을수록 더 밝은 이미지를 얻을 수 있으며, 한 화면 내에서 원자 번호에 따라 관측 부분 간의 밝기의 차이가 납니다. 구성 성분에 대한 정보를 얻을 수는 없지만 시료 표면의 이물질이나 금속의 미세 조직 등을 확인할 때 명확하고 빠르게 확인할 수 있습니다.
SE와 BSE detector를 활용한 분석 예시
아래는 저희 센터에서 직접 촬영한 SEM(SE/BSE) 이미지입니다. SE모드와 BSE 모드로 분석한 동일 시료 간의 이미지 차이입니다. 유사한 듯하지만 확실한 차이가 있어 분석 목적에 따라서 활용하기 아주 좋습니다.
패턴이 있는 시료의 SE이미지
BSE이미지
확실한 차이를 알 수 있습니다. 좌측의 SE 모드는 표면의 구조를 더 명확하게 확인할 수 있고, 우측의 BSE 모드는 서로 다른 원소를 대비 차이를 통해 부각하고 있습니다. 한 가지 사례를 더 확인해 볼까요?
이물질이 있는 시료의 SE이미지
이물질이 있는 시료의 BSE이미지
위 이미지는 이해를 돕기 위해 저희가 직접 나사의 산에 Powder를 뿌려 이물질이 껴있는 시료의 분석 예시 이미지를 촬영한 것입니다. 확실히 시료와 이물질 간의 차이가 명확하게 보이는 것을 알 수 있습니다.
SE와 BSE의 활용 및 BSE 분석 시 유의점
위의 예시로 확인한 것처럼 SE모드와 BSE모드는 서로 다른 장단점을 가지고 있습니다. 이런 특징으로 인해 활용하는 분야가 조금은 다른데요.
SE 모드는 미세 구조의 분석에 초점을 맞춘 분석 시 적합해 나노 입자, 표면의 구조적 결함, 미세 형상 등을 확인하는 데 활용도가 큽니다. 반면에 BSE 모드는 재료의 상 차이 분석, 복합재의 구성 요소를 이미지로 식별할 때, 광물 또는 금속의 상 차이 관찰 등에 많이 활용됩니다.
또한 분석과 이미지 저장이 동시에 가능하긴 하지만 BSE 모드의 경우 에너지가 낮은 후방산란 전자를 이용하기 때문에 가속 전압이 낮은 환경에서의 분석은 조금 어려울 수 있다는 단점이 있습니다.
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