KR20140076755A - 레이저 플라즈마 스펙트럼을 이용한 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법 - Google Patents

레이저 플라즈마 스펙트럼을 이용한 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 플라즈마 스펙트럼을 이용한 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 분광 스펙트럼에서 피크가 서로 겹쳐 있는 경우 피크 강도를 계산하여 측정 대상 원소의 조성 비율을 분석할 수 있는 방법과 측정 대상 원소의 정량분석 시 내부표준법(internal standard method)을 적용할 때 피크 강도의 상관관계 플롯의 선형성과 검량 곡선 데이터(피크 강도 비)의 표준편차를 기울기로 나눈 값을 통하여 가장 정밀도와 재현성이 높은 파장의 피크를 선택하는 방법에 관한 것이다.

Description

레이저 플라즈마 스펙트럼을 이용한 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법{QUANTITATIVE ANALYSIS METHOD FOR MESURING ELEMENT IN SAMPLE USING LASER PLASMA SPECTRUM}
본 발명은 레이저 플라즈마 스펙트럼을 이용한 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 분광 스펙트럼에서 피크가 서로 겹쳐 있는 경우 피크 강도를 계산하여 측정 대상 원소의 조성 비율을 분석할 수 있는 방법과 측정 대상 원소의 정량분석을 위해 내부표준법(internal standard method)을 적용할 때 가장 정밀도와 재현성이 높은 파장의 피크를 선택하는 방법에 관한 것이다.
레이저 조사 시 발생되는 플라즈마는 물질에 따라 특정한 파장의 빛을 방출하므로, 이 빛을 수집하여 물질의 구성 성분을 정성적 또는 정량적으로 분석할 수 있다. 수집된 빛을 이용하여 물질의 구성 성분을 분석하는 방법의 하나인 레이저 유도 붕괴(플라즈마) 분광법(이하, LIBS or LIPS라 한다.)은 고 출력의 레이저를 사용하여 일종의 방전현상인 붕괴(breakdown)를 발생시켜 생성되는 플라즈마를 여기원으로 사용하는 분광 분석 기술이다. 레이저에 의해 유도된 플라즈마 속에서 시료는 증기화되어 원자 및 이온은 여기 상태로 존재할 수 있다. 여기 상태의 원자 및 이온은 일정 수명 이후 에너지를 방출하며 다시 바닥 상태로 돌아가는데, 이때 원소의 종류 및 여기 상태에 따라 고유의 파장을 방출한다. 따라서 방출되는 파장의 스펙트럼을 해석하면 물질의 구성 성분을 정성적 또는 정량적으로 분석할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 LIBS의 작동 원리를 표현한 예시도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 먼저 단계 (1)과 같이 펄스 레이저를 조사하여 미소한 분량(수 ㎍)의 재료를 어블레이션(ablation, 레이저에 의해 물질이 용융 및 증발되면서 제거되는 현상)시키면, 어블레이션 된 재료는 레이저 에너지를 흡수함으로써 매우 짧은 시간(보통 수 나노초 이내) 안에 이온화가 일어나게 되고, 단계 (2)에서와 같은 약 15000K 이상의 고온 플라즈마가 형성된다. 레이저 펄스가 종료되면, 고온의 플라즈마가 냉각되면서 플라즈마 내에 존재하는 각 원소별로 그에 해당하는 특정한 분광을 내게 되는데, 이때 발생하는 분광을 단계 (3)에서와 같은 분광분석 장치를 사용하여 수집하여 분석함으로써 단계 (4)와 같은 각 원소의 고유한 분광데이터를 얻게 되고, 이러한 데이터의 분석을 통해 재료 내에 포함된 물질의 성분 조성 및 양을 측정할 수 있다.
상기와 같은 LIBS 기술은 ① 전체 측정에 소요되는 시간이 1초 이내라는 점, ② 측정을 위한 별도의 샘플링 및 전처리 과정이 필요 없다는 점, ③ 1회 측정에 아주 미소량(수 ㎍)의 재료만이 소요되므로 깊이 방향으로 재료를 어블레이션 시키면서 ㎚ 단위의 정밀도로 재료의 원소 구성을 측정할 수 있다는 점, ④ 측정을 위한 별도의 환경이 필요하지 않고, 공기 중에서 측정이 가능하다는 점, ⑤ 불활성 기체를 제외한 모든 원소를 ppm 정밀도로 분석해 낼 수 있다는 점 및 ⑥ 비교적 저렴한 비용으로 설비를 구성할 수 있다는 점에서 다른 측정 기술과 차별된다.
종래 LIBS에 의한 스펙트럼을 분석함에 있어서, 스펙트럼 선의 곡선을 베이스 라인으로부터 적분하여 스펙트럼의 세기를 계산하여 왔다. 그러나 각각의 피크가 인접하여 형성되는 경우 곡선일치법으로 피크 강도를 계산할 수 있는데 너무 피크가 가까우면 계산 값의 정확도가 떨어지는 문제가 있었다.
또한 피검사시료에 서로 다른 원소의 피크 강도의 비율로부터 시료 중의 성분을 정량하는 방법인 내부표준법(internal standard)에서 피크를 선택할 때, 종래에서는 검출 한계(Limit of detection)나, 상대 표준 편차(Relative standard deviation) 등을 이용하여 피크를 선택하여 왔다. 그러나, 검출 한계의 경우 매우 낮은 농도를 가진 물질에 대한 개념이고, 상대 표준 편차를 이용하는 경우 비선형 검량 곡선(농도가 높은 원소 분석 시에 비선형 검량 곡선이 나타남)에 적용 시 최적의 피크를 선택할 수 없다.
따라서, LIBS를 이용한 스펙트럼에서 피크가 중첩되는 경우에도 스펙트럼의 세기를 측정하고, 또한 내부표준법 사용시 최적의 스펙트럼을 선택할 수 있는 방법의 개발이 요구된다.
본 발명은 레이저 유도 붕괴(플라즈마) 분광법에서 레이저 플라즈마 스펙트럼의 피크가 매우 가까이 중첩되는 경우에도 그 강도를 계산할 수 있고, 또한 분석 대상 원소의 농도가 높은 경우 우수한 정밀도와 재현성을 가지는 피크를 찾는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법은 측정 대상 원소를 포함하는 시료에 레이저 빔을 조사하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마로부터 발생하는 분광 스펙트럼을 얻는 단계; 상기 분광 스펙트럼에서 측정 대상 피크를 뺀 나머지 영역의 맞춤 곡선을 얻는 단계; 상기 분광 스펙트럼에서 상기 맞춤 곡선을 빼서 측정 대상 피크의 곡선을 분리하여 얻는 단계; 상기 맞춤 곡선과 분리된 대상 피크 곡선에서 피크 강도를 계산하는 단계 및 상기 특정 피크 강도의 비율로 측정 대상 원소의 농도 비율을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 내부표준법(internal standard method)에 가장 적합한 파장의 피크를 선택하는 방법은, 레이저 에너지를 변화시켜가며 얻은 피크 강도의 상관 관계 플롯(correlation plot)을 분석하여 상기 상관 관계 플롯을 원점을 지나는 직선으로 나타내는 경우, 결정계수 R2가 크게 나타나고, 레이저 에너지 변화에 대하여 기울기 변화가 적게 나타나는 파장 값을 선택하거나, 각 피크에서의 강도와 각 원소의 농도비를 이용하여 검량 곡선을 얻고,
Figure pat00001
(
Figure pat00002
는 피크 강도의 비의 표준편차, S는 검량 곡선의 기울기)를 계산하여 이로부터 최적의 파장 값을 선택할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 정량 분석 방법은 레이저 플라즈마 분광 스펙트럼에서 각 피크가 중첩되는 등 정확한 분석이 어려운 경우에도 피크 강도 계산이 가능하고, 측정 대상 원소의 농도가 높아서 검량 곡선이 선형이 아닌 경우에도 최적 피크의 선택을 통한 정밀도와 재현성이 개선된 결과 도출이 가능한 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 LIBS의 작동 원리를 표현한 예시도이다.
도 2는 레이저 플라즈마 분광 스펙트럼의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 3은 상기 레이저 플라즈마 분광 스펙트럼에서 곡선 일치법으로 얻은 Cu의 맞춤 곡선과 분광 스펙트럼에서 Cu 맞춤 곡선을 뺀 In의 피크 곡선을 분리하여 나타낸 것이다.
도 4는 상기 방법으로 계산된 피크 강도를 활용하여, 선택된 Cu 및 In 파장(Cu 324.754 nm, In 325.608 nm)에서 피크 강도의 상관 관계 플롯을 나타낸 것이다.
도 5는 선택된 Cu 및 In 파장(Cu 324.754 nm, In 325.608 nm)에서의 피크 강도 비율에 대한 검량 곡선을 나타낸 것이다.
도 6은 스팟 크기나 스테이지 위치를 조절하면서 그 일관성을 확인한, Cu 및 In 파장(Cu 324.754 nm, In 325.608 nm)에서 피크 강도의 상관 관계 플롯을 나타낸 것이다.
도 7은 스팟 크기나 스테이지 위치를 조절할 때, Cu 및 In 파장(Cu 327.396 nm, In 451.608 nm)에서 피크 강도의 상관 관계 플롯을 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이고, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
1. 특정 파장에서의 피크 강도 계산
본 발명의 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법은,
측정 대상 원소를 포함하는 시료에 레이저 빔을 조사하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마로부터 발생하는 분광 스펙트럼을 얻는 단계;
상기 분광 스펙트럼에서 측정 대상 피크를 뺀 나머지 영역의 맞춤 곡선을 얻는 단계;
상기 분광 스펙트럼에서 상기 맞춤 곡선을 빼서 측정 대상 피크의 곡선을 분리하여 얻는 단계;
상기 맞춤 곡선과 분리된 대상 피크 곡선에서 피크 강도를 계산하는 단계 및
상기 특정 피크 강도의 비율로 측정 대상 원소의 농도 비율을 얻는 단계를 포함한다.
먼저 표준 원소를 포함하는 시료에 레이저 빔을 조사하면, 시료로부터 플라즈마가 발생되며, 특히 시료의 재질 및 화학적 조성에 따라 조사되는 레이저 빔은 시료의 어블레이션이 용이하도록 적절하게 선택되는 것이 바람직하다.
상기 플라즈마로의 분광 성분은 분광 검출 광학부 등에 의하여 분광 스펙트럼으로 나타난다.
상기 얻어진 분광 스펙트럼의 일 실시예를 도 2에 나타내었다.
상기 일 실시예의 분광 스펙트럼에서, In은 325.608 nm 및 325.856 nm 파장에서 피크가 있으나 중첩되어 개별적인 피크가 구별되지 않는데, 이 경우 곡선일치법으로 개별 피크의 세기를 얻을 때, 계산 시간이 많이 걸리거나 엉뚱한 값이 나오는 등의 계산 오류가 자주 발생하며, 피크 모양이 일그러져 있기 때문에 하나의 피크로 간주할 경우 정확한 피크의 세기를 얻기 어렵다. 또한 주변의 Cu 피크와도 일부 중첩되어 있어 베이스 라인으로부터 적분하여도 정확한 피크 강도를 얻기 어렵게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 새로운 방법으로 대상 피크의 강도를 얻는다.
먼저, 분광 스펙트럼으로부터 곡선 일치법을 이용하여 맞춤 곡선을 얻는다. 상기 맞춤 곡선은 로렌찌안(Lorentzian) 식을 통하여 형성될 수 있다. 상기 피크 피팅을 위한 변환식은 하기 수학식 1과 같이 나타난다.
[수학식 1]
Figure pat00003
상기 수학식 1에서, Ai 는 피크의 세기를 의미한다.
이 때, 상기 분광 스펙트럼에서 측정 대상 피크를 뺀 나머지 영역의 맞춤 곡선을 얻는다. 이 때, 도 2에서 In은 325.608 nm 및 325.856 nm 은 각각 하나의 피크로 하여도 되나 합쳐서 하나의 피크로 간주하여 맞춤 곡선을 얻으면 계산 오류를 줄일 수 있다.
또한, 상기 분광 스펙트럼에서 상기 Cu의 맞춤 곡선을 빼서, 측정 대상 피크의 곡선을 분리하여 얻을 수 있다.
상기 과정을 통해 얻어진 측정 대상 피크 곡선과 Cu의 맞춤 곡선은 도 3에 나타내었다. 상기 도 3에서 붉은색 곡선은 Cu의 맞춤 곡선, 검은색 곡선은 In의 측정 대상 피크 곡선을 나타낸다.
상기 In 피크 곡선을 베이스 라인으로부터 적분하여 In 325.608 nm와 325.856 nm의 합쳐진 피크 강도를 계산할 수 있으며, 이 값을 피크 강도의 비를 계산하는데 활용할 수 있다.
한편, 분광 스펙트럼 내 하나의 피크 한쪽에 또 다른 작은 피크가 걸쳐 있는 경우에는 작은 피크가 있는 쪽의 데이터를 제외하고 곡선맞춤법을 이용하여 피크의 강도를 측정할 수도 있다.
2. 최적 피크의 선택 - 상관 관계 플롯( Correlation Plot )
내부표준법에 의하여 시료 내 측정 대상 원소의 조성 비율을 확인하기 위하여는 분광 스펙트럼에서 서로 다른 원소의 특정 피크 2개를 선택하여야 하며, 상기 특정 피크에서는 다른 조건 등이 변화하더라도 피크 강도의 비가 변화하지 않아야 한다.
상기 특정 피크를 선택하기 위하여 본 발명에서는 레이저 에너지를 변화시켜가며 상관 관계 플롯(correlation plot)을 분석할 수 있다. 상기 레이저 에너지는 특별히 한정되지는 않으나, 바람직하게는 2 ~ 24 mJ/cm2 범위 내에서 변화시키는 것이 좋다.
상기 특정 피크 강도 간의 상관 관계 플롯을 원점을 지나는 직선 형태의 그래프로 곡선 맞춤하는 경우, 그 결정계수 R2(Coefficient of Determination)이 크게 나타나는 피크 값으로 선택하며, 바람직하게는 상기 결정계수가 1에 가까운 가장 큰 값을 나타내는 피크를 특정 피크로 선택한다. 상기 결정계수 R2은 하기 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00004
상기 수학식 2에서, yi는 측정된 강도 값, fi는 맞춤 곡선의 함수 값을 의미한다.
또한 레이저 에너지에 따른 맞춤직선의 기울기 변화를 계산할 수 있는데 기울기 변화가 가장 작은 피크를 특정 피크로 선택한다. 상기 기울기 변화는 하기 수학식 3과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00005
결국, 상기 과정을 통하여 선택된 특정 피크에서, 상관 관계 플롯의 맞춤 직선을 구하고, 기울기를 계산하면, 원소의 농도비율과 연관될 수 있다. 결국, 실제 시료의 선택된 특정 피크 강도의 상관 관계 플롯의 맞춤 직선 기울기를 미리 농도비를 알고 있는 물질에서의 상관 관계 플롯의 맞춤 직선 기울기와 비교함으로써 측정 대상 원소의 정량 분석이 가능하게 된다.
3. 최적 피크의 선택 - 검량 곡선( Calibration Curve )
한편, 상기 특정 파장을 선택하기 위하여, 또 다른 방법으로서 미리 알고 있는 물질의 원소의 비율과 피크 강도의 비율의 관계를 나타낸 검량 곡선을 이용할 수 있다. 상기 검량 곡선에서
Figure pat00006
(
Figure pat00007
는 피크 강도의 비의 표준편차, S는 검량 곡선의 기울기)가 작게 나타나는 피크를 대상 원소의 조성 비율을 확인하기 위한 특정 피크로 선택할 수 있다.
상기
Figure pat00008
값은 하기 수학식 4에 의하여 계산될 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00009
상기 수학식 3에서, ㅿRi는 이웃 샘플과의 피크 강도 비의 차이를 나타내고, ㅿRc는 이웃 샘플과의 농도 비 차이를 나타낸다. 이 값이 작을수록 측정의 정밀도가 증가하여 적은 반복 측정으로도 원하는 정밀도를 얻을 수 있다.
결국,
Figure pat00010
값이 작게 나타나는 피크를 선택하여, 측정 원소의 농도 비율 및 상기 선택된 피크에서의 피크 강도 세기 비율 간의 검량 곡선을 이끌어내고, 시료의 피크 강도의 비율을 상기 검량 곡선 내 대입하여, 시료 내 측정 대상 원소의 농도 비율을 계산할 수 있다.
이하, 본 발명의 하기 실시예를 통하여 본 발명의 정량 분석 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
실시예 1 : 상관 관계 플롯( Correlation Plot )에 의한 최적 파장 선택
X선 형광 분석을 통하여 In 및 Cu 의 비율(In/Cu)이 각각 0.726, 0.666, 0.534, 0.492로 조절된 시료에 레이저 에너지를 변화시켜가며 레이저 에너지 빔을 조사하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마로부터 발생하는 분광 스펙트럼을 얻었다.
그리고 상기 설명한 바와 같이, 중첩된 피크에서 개별적인 Cu 피크의 맞춤 곡선과 In 피크 곡선을 얻고, 피크 강도를 계산하였다.
다음, Cu 및 In 피크 강도 간의 상관 관계 플롯을 나타내고, 상기 상관 관계 플롯이 원점을 지나는 직선으로 일치되도록 한 후, 그 결정계수 R2 , 직선의 기울기, 및 레이저 에너지 변화에 따른 기울기 변화량(상기 수학식 3 참조)을 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.
XRF에 의한
In/Cu 비율 		Cu 파장(nm) In 파장(nm) R2 기울기 기울기변화(%)
In/Cu=0.726 219.975 303.935 0.926 2.771 14.0
219.975 410.175 0.927 1.732 11.8
229.384 410.175 0.866 3.935 8.8
324.754 325.608 0.988 1.570 4.2
327.396 325.608 0.989 2.548 2.6
330.795 325.608 0.927 21.703 5.0
In/Cu=0.660 217.894 410.175 0.853 2.691 15.1
217.894 451.130 0.858 4.337 5.9
219.975 303.935 0.891 2.529 12.9
324.754 325.608 0.985 1.395 5.9
327.396 325.608 0.984 2.275 4.7
In/Cu=0.534 324.754 325.608 0.964 1.089 7.7
327.396 325.608 0.962 1.787 5.1
In/Cu=0.492 217.894 410.175 0.897 1.627 5.4
219.227 410.175 0.859 1.340 9.7
219.975 410.175 0.897 1.012 9.5
224.700 410.175 0.869 1.078 7.8
324.754 325.608 0.972 1.055 2.7
327.396 325.608 0.968 1.752 3.4
상기 표 1에서 보는 바와 같이, Cu와 In의 조성 비율이 달라지더라도, Cu는 324.754 nm, In는 325.608 nm의 피크의 상관 관계 플롯에서 결정계수 R2이 1에 가까운 가장 큰 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Cu는 324.754 nm, In 는 325.608 nm의 피크의 상관 관계 플롯에서 기울기 변화가 상대적으로 작게 나타났다.
상기 선택된 Cu 및 In 파장(Cu 324.754 nm, In 325.608 nm)에서 피크 강도의 상관 관계 플롯을 도 4에 나타내었다.
따라서, 상기 상관 관계 플롯을 이용한 계산을 통하여, 피크 강도의 비가 레이저 에너지 조건에 따라 변화하지 않으며 오르내림없이 일관성있게 나타나는 피크를 선택할 수 있음을 확인하였다.
실시예 2 : 검량 곡선( Calibration curve )에 의한 최적 피크 선택
X선 형광 분석을 통하여 In 및 Cu 의 비율(In/Cu)이 각각 0.726, 0.666, 0.534로 조절된 시료에 레이저 에너지를 변화시켜가며 레이저 에너지 빔을 조사하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마로부터 발생하는 분광 스펙트럼을 얻었다.
그리고 상기 설명한 바와 같이, 개별적인 Cu의 맞춤 곡선 및, In의 피크 곡선을 얻고 각각의 피크 강도를 계산하였다.
X선 형광 분석을 통하여 확인한 In 및 Cu 의 비율(In/Cu)과 In 및 Cu 곡선에서 계산된 피크 강도의 비율의 관계를 나타낸 검량 곡선에서 하기 표 2와 같이
Figure pat00011
값을 계산하였다.
레이저
에너지 		Cu 파장(nm) In 파장(nm)
Figure pat00012
Figure pat00013

( In/Cu=0.726)
Figure pat00014

( In/Cu=0.660)
Figure pat00015

( In/Cu=0.534)
ㅿRc = 0.066 ㅿRc = 0.126 ㅿRc = 0.042
1.56 mJ (8.80J/cm2) 213.598 303.935 0.0344 0.0806 0.0490
217.894 303.935 0.0508 0.0736 0.0562
224.700 303.935 0.0388 0.0568 0.0769
224.700 410.175 0.0859 0.0356 0.0599
324.754 325.608 0.0169 0.0297 0.0460
1.77 mJ (10.01 J/cm2) 211.210 410.175 0.0880 0.0653 0.0815
219.227 303.935 0.0732 0.0653 0.0783
221.811 410.175 0.0889 0.0362 0.0824
224.261 303.935 0.0624 0.0570 0.0821
324.754 325.608 0.0121 0.0238 0.0571
327.396 325.608 0.0140 0.0261 0.0831
상기 표 2에서 보는 바와 같이, Cu는 324.754 nm, In 는 325.608 nm의 피크 강도 비율에 대한 검량 곡선의
Figure pat00016
값이 가장 작게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
상기 선택된 Cu 및 In 파장(Cu 324.754 nm, In 325.608 nm)에서의 피크 강도 비율에 대한 검량 곡선을 도 5에 나타내었다.
따라서, 상기
Figure pat00017
값으로부터 가장 정밀도가 뛰어난 검량 곡선을 선택할 수 있음을 확인하였다.
실시예 3: 최적 파장의 피크 강도에 따른 상관 관계 플롯
상기 상관 관계 플롯에서 스팟 크기나 스테이지 위치를 조절하면서 그 일관성 여부를 확인하고자 하였다. 상기 스팟 크기나 스테이지 위치를 조절함에 따라 에너지 밀도가 달라지게 된다.
도 6은 상기 실시예 1 및 2에서 선택된 최적 파장(Cu 324.754 nm, In 325.608 nm)에서 피크 강도의 상관 관계 플롯을 나타낸 것으로 에너지 밀도 등의 실험 변수에 피크 강도 비가 영향을 받지 않음을 확인할 수 있다.
도 7은 임의의 파장(Cu 327.396 nm, In 451.608 nm)에서 피크 강도의 상관 관계 플롯을 나타낸 것으로 에너지 밀도 등의 실험 변수에 피크 강도 비가 영향을 크게 받는 것을 확인할 수 있다.
따라서 상기 선택된 최적 파장은 실험 변수의 차이가 있더라도 일정한 결과를 이끌어낼 수 있어 조성 분석의 재현성을 높일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (6)

  1. 측정 대상 원소를 포함하는 시료에 레이저 빔을 조사하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마로부터 발생하는 분광 스펙트럼을 얻는 단계;
    상기 분광 스펙트럼에서 측정 대상 피크를 뺀 나머지 영역의 맞춤 곡선을 얻는 단계;
    상기 분광 스펙트럼에서 상기 맞춤 곡선을 빼서 측정 대상 피크의 곡선을 분리하여 얻는 단계;
    상기 맞춤 곡선과 분리된 대상 피크 곡선에서 피크 강도를 계산하는 단계 및
    상기 특정 피크 강도의 비율로 측정 대상 원소의 농도 비율을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    레이저 에너지를 변화시켜가며 얻은 피크 강도의 상관 관계 플롯(correlation plot)을 분석하여 선택되는 파장에서의 피크 강도를 내부표준법에 적용하여 측정 대상 원소의 조성 비율을 측정하는 것을 특징으로 하는 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선택되는 파장은, 상기 상관 관계 플롯을 원점을 지나는 직선으로 나타내는 경우, 결정계수 R2가 크게 나타나고, 레이저 에너지 변화에 대하여 기울기 변화가 적게 나타나는 파장 값인 것을 특징으로 하는 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 선택되는 파장에서의 피크 강도로부터 얻은 상관 관계 플롯을 원점을 지나는 직선으로 나타내는 경우 상기 직선의 기울기를, 미리 대상 원소의 농도 비를 알고 있는 물질의 상관 관계 플롯의 맞춤 직선 기울기와 비교하는 것을 특징으로 하는 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    각 피크에서의 강도와 각 원소의 농도비를 이용하여 검량 곡선을 얻는 단계;
    상기 검량곡선에서
    Figure pat00018
    (
    Figure pat00019
    는 피크 강도의 비의 표준편차, S는 검량 곡선의 기울기)를 계산하는 단계; 및
    상기
    Figure pat00020
    값이 작게 나타나는 파장의 피크를 선택하고, 상기 선택된 피크의 강도를 내부표준법에 적용하여 측정 대상 원소의 조성 비율을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 선택된 파장에서의 피크 강도의 비율을 상기 검량 곡선 내 대입하여, 대상 원소의 농도 비율을 얻는 것을 특징으로 하는 시료 내 대상 원소의 정량 분석 방법.
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