• ETRI Journal
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• v.11 no.1
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• pp.3-19
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• 1989

반도체 재료의 결정구조를 분석하기 위하여 사용되는 전자현미경의 전자선 회절패턴 형성에 대하여 연구하였다. 결정질 재료의 회절현상을 논의하기 위해 역격자이론에 대하여 간단히 살펴보고 X선과 전자선 회절패턴의 차이점 등을 고찰하였다. 파동역학에 기초한 회절물리학의 운동학 이론(kinematic theory)을 기본으로 하여 실리콘 결정에 대한 구조인자(structure factor) 및 형태인자(shape factor)를 계산하고 회절패턴으로부터 면지수를 결정하는 과정을 논의하였다. Basic program을 구성하여 전자현미경의 입력 data로부터 해당 회절패턴을 형성하도록 하였으며 이 결과는 실제의 패턴과 일치하였다. 이 program은 추후 전자현미경의 컴퓨터 시뮬레이션을 위하여 중요하게 이용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.22-23
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• 2002

Titanium은 높은 강도, 낮은 밀도, 부식에 대한 저항 등, 타 금속에 비해 월등히 뛰어난 성질을 가지고 있기 때문에 산업 전반에 거쳐 그 응용이 크게 증가하고 있으며, 특히 고온에서의 응용이 중요성을 띠게 됨에 따라 고온으로의 상전이 관계에 따른 구조적 규명이 필요하다. 순수한 titanium은 상온에서 조밀충진 육방정계의 α-상구조(a=2.953Å, c=4.683 Å, P6₃/mmc)를 이루고 있으나, 대략 880℃ 이상에서는 β-상의 체심입방정계 (a=3.320Å, Im3m)로 상전이가 되는 것으로 알려져 있다. 이에 대한 대부분의 연구가 kinetics와 thermodynamics에 관련되어 있으며, TEM을 이용한 직접가열실험은 거의 전무한 상태이다. 본 실험에서는 TEM 직접가열을 통하여 titanium의 고온에서의 상전이와 가열시 발생할 수 있는 산화층 형성을 연구하였다. TEM 시편은 순도 99.94％의 titanium foil(Alfa Aesar, ＃00360, 0.025mm thick)를 이용하였고, 분석 장비로는 에너지여과 기능이 있는 TEM(EM912 Omega, Carl Zeiss)과 Gatan사의 double-tilt heating holder를 사용하였다. Titanium의 상전이를 관찰하기 위해 900℃ 까지 분당 10℃ 의 속도로 가열을 하였다. 통계적 분석 오차를 줄이기 위해 서로 다른 4군데의 관찰영역을 선택하여, 상온 - 600℃ - 900℃ - 상온의 단계별로 회절패턴을 관찰 및 기록하였고, 발생 가능한 산화에 대해서는 동일한 장비를 사용하여 EDS 분석을 하였다. 상온에서의 서로 다른 영역의 회절패턴들은 결함의 존재에 상관없이, 온도가 증가함에 따라 그 결함수가 증가하게 된다. 특히 600℃ 에서는 쌍정과 관련된 회절점들이 본래의 회절점 주위에 형성되어있지만, 각 면들의 격자상수의 변화는 나타나지 않았다. 그러나 900℃ 에서는 쌍정에 의한 회절점의 수가 증가하며, 회절점 사이에 발달한 뚜렷한 막대모양의 강도분포와 격자상수의 변화를 관찰할 수 있었다. 다시 상온으로 냉각시킨 후 관찰한 각각의 회절패턴에서는 격자 상수의 감소와 함께 900℃에 보여진 막대 모양의 강도분포와 쌍정에 의한 회절점들이 여전히 남아있었다. EDS분석 결과 가열 실험을 통해 시편이 열적 산화가 되어 있음을 확인 할 수 있었다. 순수한 titanium의 α-상에서 β-상으로의 상전이를 파악할 수 있는 격자상수의 변화자체는 매우 작은 값이기 때문에 상온과 900℃ 에서 기록된 전자회절패턴 상에서의 면간거리와 면간각도의 측정만으로는 상전이 여부를 명확히 구별할 수 없었다. 그러나, 결함에 의한 상변화가 900℃ 에서 심하게 관찰되어지는 것은 상전이와 관계가 있는 것으로 볼 수 있다. 고온에서 상온으로의 가역적 반응을 관찰할 수 없었던 이유는 열적산화로 생긴 산화층의 산소원자들이 고온의 상전이 과정 중에 Ti 원자와 반응이 일어나 TiO/sub X/ 구조로 전이되었기 때문으로 추정하고 있다.

• Applied Microscopy
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• v.35 no.4
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• pp.1-9
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• 2005

In this paper it is reported that a comprehensive study of the crystal structure of the fine size S-phase ($Al_2CuMg$) precipitate in Al-Cu-Mg alloy by electron diffraction experiments. The experiments involve taking the selected area diffraction pattern for a S-phase particle, simulations of the pattern based on the kinematical diffraction theory and quantitative data collection from the zone axis diffraction patterns for the comparison with calculated diffraction intensity using both the kinematical and the dynamical diffraction theory. As a result, a good fitting model of the S-phase structure turns out to be the model reported early by X-ray methods (Perlitz & Westgren, 1943), not the new model determined by HRTEM methods (Radmilovic et al., 1999).

• Korean Journal of Crystallography
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• v.14 no.2
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• pp.79-83
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• 2003

The microstructure of bulk electrolytic MnO₂ (EMD) was studied using x-ray diffraction and transmission electron microscopy (TEM). The bulk sample showed a typical powder x-ray diffraction pattern of EMD materials. TEM study showed that the structure of EMD is present at two length scales;grains, ∼0.2 ㎛ in diameter, and ∼10 nm crystallites within the grain. The electron beam microdiffraction study revealed that each grain is an assemblage of multiphase with a common crystallographic orientation, and_that ∼50% of the crystallites are Ramsdellite, ∼30% are ε-MnO₂, and ∼15% are Pyrolusite. The ｛1120｝peak located at about 67° in powder XRD pattern as well as a high-resolution electron microscope (HREM) image of (0001) plane support the existence of ε-MnO₂ phase.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.41 no.11
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• pp.43-51
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• 2004

In this paper, we propose a high-level optical encryption system, which is tolerant with noises and cropping, by encrypting the phase-encoded CGH pattern of original image with the phase-encoded Fresnel diffraction pattern of random key images. For encryption, the phase-encoded CGH pattern of original image is multiplied by conjugate components which are the phase-encoded Fresnel diffraction patterns of random key images. The original information can be reconstructed by multiplying encrypted image by phase-encoded Fresnel diffraction pattern of random key images and performing Fourier transform of the multiplication result. The proposed system is robust to noises and cropping due to characteristics of CGH pattern and can guarantee high-level encryption by using Fresnel diffraction information. We verified the validity of proposed system by computer simulations, numerical analysis of noises and cropping effect and optical experiment.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.26 no.4
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• pp.16-26
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• 1989

Diffraction patterns of electromagnetic fields for the incidence of E-polarized plane wave on both interfaces of an arbitrary-angle dielect wedge are obtained by sum of geometric optics term and the edge diffracted fields. The diffraction coefficients of the edge diffracted fields are evaluated by employing the physical optics approximation and then correcting its error with the multipole line source at the dielectric edge. For the wedge angle $120^{circ}$, the incident angle $60^{circ}$, the relative dielectric constant of the dielectric wedge, 2, 5, and 10, and the observation distance from the tip of the wedge, 5 and 10 wavelength, the diffraction coefficients and the diffraction patterns corresponding to geometric optics, physical optics, and the solution corrected by the multipole line source are plotted, respectively. While the corrected solutions presented in this paper are valid only in the far-field region, these asymptotic solutions show to satisfy the boundary condition on the dielectric interfaces.

• Applied Microscopy
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• v.26 no.2
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• pp.105-121
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• 1996

투과전자현미경을 이용한 최근의 재료 분석기술에 대해 일본 토호쿠대학의 ASMA (Atomic Scale Morphology Analysis) 연구실에서 얻은 실험결과를 중심으로 설명하였다. 현재 토호쿠대학에서 가동 중에 있는 가속전압 1250 kV의 초고압 투과전자현미경은 분해능이 약 0.1nm이며, 이 전자현미경으로부터 얻은 고분해능상은 대형컴퓨터를 이용한 시뮤레이션에 의해 해석 할 수 있음을 나타내었다. 또한, 이러한 뛰어난 고분해능 특성을 가진 초고압 투과전자현미경과 최근 재료 분야의 전자현미경 시료 제작기술의 하나로서 크게 주목받고 있는 초박절편법 (Ultramicrotomy)을 이용한 헤마타이트 미립자의 내부구조 해석 결과를 나타내었다. 새로운 전자현미경 분석기법을 위한 주변장비의 눈에 띄는 발달중의 하나로서 전자현미경상을 디지탈 형태로 기록하고, 이를 효과적인 화상처리 기법으로 해석할 수 있는 Imaging Plate (IP)를 주목할 수 있다. 본 논문에서는 IP의 응용 예로서 IP를 이용하여 기록한 고분해능 전자현미경상과 전자 회절패턴의 정량해석 결과에 대해 나타내었다. 에너지분산 X-선 검출기를 이용한 새로운 분석기법의 예로서 전자 채널링 효과를 이용한 ALCHEMI법을 Ni-Al-Mn계 화합물에 대한 실험결과와 함께 나타내었다. 또한, 전자에너지 손실 분광 분석법을 이용한 최근 분석 결과로서 여러 구리 화합물의 전자구조 차이에 따른 구리의 $L_{23}$ 가장자리 피이크 변화를 나타내었다. 새로운 전자현미경법인 에너지 필터를 사용하여 $Al_{0.5}In_{0.5}As$의 전자회절 패턴의 백그라운드를 제거한 결과를 에너지 필터를 사용하지 않은 $Al_{0.5}In_{0.5}As$의 전자회절 패턴과 비교하여 나타내었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.6 no.4
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• pp.543-551
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• 1996

The use of reflection high energy electron diffraction and reflection electron microscopy technique has been increased with increasing number of studieds on surfaces of single crystals and epitaxial growth layers. Here, the speciment preparation techniques are summerized for these two techniques which are not so polular in the country. The panoramic reflection high energy electron diffraction maps have been completed and an example of Pt(111) surface was demonstrated.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.11
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• pp.1637-1642
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• 2010

In this paper, we present the fabrication of a high-quality diffractive-lens mold having submicron patterns, which is suitable for an ultra-slim optical system. In order to fabricate high-quality diffractive lens with a variety of submicron patterns, the multi-alignment method was used; high-resolution electron-beam lithography and FAB plasma etching were carried out to obtain the patterns. The most important key technology in the multi-alignment method is to reduce alignment error, lithography error, and etching error. In this paper, these major fabrication errors were minimized, and a high-quality diffractive lens with a diameter of $267\;{\mu}m$ (NA = 0.25), minimum pattern width of 226 nm, and thickness of 819 nm was successfully fabricated.

• Applied Microscopy
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• v.32 no.2
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• pp.81-90
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• 2002

In this review, the author discussed how the Fresnel and Fraunhoffer Diffraction can be deduced from the Huygens-Fresnel principle and Kirchhoff Diffraction Theory. Fresnel diffraction became the basic theory of the CTEM image theory, and Fraunhoffer diffraction became the base for electron diffraction and HRTEM image theory by Fourier transformation. The author also discussed the diffraction based on Born series.