KR20220035744A - X선 산란 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치는 시료가 위치하며 X선이 시료에 입사하여 광전자를 발생시키는 진공 챔버; 상기 진공 챔버 위에 위치하며 상기 광전자의 에너지를 분석하는 광전자 에너지 분석기; 상기 진공 챔버와 상기 광전자 에너지 분석기 사이에 위치하며 상기 광전자 에너지 분석기를 회전시키는 회전기; 그리고 상기 진공 챔버 아래에 위치하며 상기 시료의 위치를 조절하여 상기 X선의 운동량을 변화시키는 시료 위치 조절기를 포함한다.

Description

X선 산란 측정 장치{X-RAY SCATTERING MEASUING APPARATUS}
본 발명은 X선 산란 측정 장치에 관한 것이다.
운동량 분해 공명 비탄성 X선 산란(Momentum-resolved resonant inelastic X-ray scattering, qRIXS) 방법은 시료를 구성하는 원소의 특성 X선 흡수 공명 에너지에 해당하는 X선을 시료에 입사시킨 후, 다시 방출되는 X선의 에너지 및 방출 각도, 즉 운동량을 측정하는 분광 기법이다.
이러한 운동량 분해 공명 비탄성 X선 산란 방법은 입사시킨 X선과 방출된 X선의 에너지 및 운동량 차이를 측정함으로써, 에너지 및 운동량 보존 법칙에 따라 시료의 흥분 상태에 대한 에너지와 운동량을 알 수 있다. 이로부터 시료에 존재하는 포논(phonon), 마그논(magnon), 엑시톤(exciton), 플라즈몬(plasmon) 등과 같은 집단 들뜸(collective excitation) 상태의 에너지 및 운동량 분산을 알아낼 수 있다.
시료에서 방출되는 X선의 에너지를 측정하기 위해, 연X선의 경우에는 격자(grating)를 포함하는 단색화 장치(monochromator)를 이용하고, 경X선의 경우에는 단결정(single crystal)을 포함하는 단색화 장치(monochromator)를 이용함으로써, X선을 에너지에 따라 공간적으로 분산시키고, 그 세기를 2차원 X선 검출기로 측정할 수 있다.
이와 같이, X선 분광을 위해 단색화 장치 및 X선 검출기를 사용하는 경우, 단색화 장치 및 X선 검출기가 고가이므로, 측정 비용이 증가하며, 스펙트럼의 고에너지 분해능을 위해 시료에서의 X선 빔의 크기가 매우 작아야 한다. 또한, 단색화 장치는 X선의 수용각(acceptance angle)이 매우 작으므로, X선의 검출 효율이 낮을 수 있다. 또한, 운동량 분해 및 고에너지 분해능을 위해 단색화 장치 및 X선 검출기의 반지름을 약 15m 정도로 증가시키는 경우, 높은 수준의 위치 정밀도와 실험 공간의 온도 조절이 요구된다. 예컨대, 회전 운동에 따른 X선 검출기의 높이 오차는 50μm 이하이어야 하며, 실험 공간의 온도는 0.025°C/h 으로 조절되어야 한다.
이러한 문제를 해결하기 위해 시료에서 방출된 X선을 표적 시료(target sample)에 조사하여 표적 시료로부터 방출되는 광전자의 스펙트럼을 얻은 후, 이를 표적 시료의 표준 스펙트럼에 대해 디컨볼루션(deconvolution)함으로써 공명 비탄성 X선 산란 스펙트럼(Resonant Inelastic X-ray Scattering (RIXS) Spectrum)을 측정하는 광전자 에너지 측정 장치도 연구되고 있다. 이러한 광전자 에너지 측정 장치는 단색화 장치 및 X선 검출기를 이용한 X선 에너지 측정 장치에 비해 저가이다. 또한, 이러한 광전자 에너지 측정 장치는 시료에서 X선의 크기가 커도 무방하므로 적용 가능성이 높고, 단색화 장치 및 X선 검출기를 이용한 X선 에너지 측정 장치보다 X선의 수용각을 백 배 이상 증가시킬 수 있으며, 단색화 장치보다 크기가 작아 설치 공간을 최소화시킬 수 있다.
그러나, 이러한 광전자 에너지 측정 장치는 광이온화 산란 단면적이 작아 X선의 검출 효율이 매우 낮고, 운동량의 분해 실험이 불가능하다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시료에서 방출되는 X선의 운동량 및 에너지를 용이하게 측정할 수 있는 X선 산란 측정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치는 시료가 위치하며 X선이 시료에 입사하여 광전자를 발생시키는 진공 챔버; 상기 진공 챔버 위에 위치하며 상기 광전자의 에너지를 분석하는 광전자 에너지 분석기; 상기 진공 챔버와 상기 광전자 에너지 분석기 사이에 위치하며 상기 광전자 에너지 분석기를 회전시키는 회전기; 그리고 상기 진공 챔버 아래에 위치하며 상기 시료의 위치를 조절하여 상기 X선의 운동량을 변화시키는 시료 위치 조절기;를 포함한다.
상기 진공 챔버는 챔버 본체, 및 상기 챔버 본체 내부에 위치하며 시료와 마주보는 표적 시료를 포함하고, 상기 X선은 시료에서 반사된 후 상기 표적 시료에 입사하여 광전자를 발생시킬 수 있다.
상기 챔버 본체는 자기장 차폐 챔버일 수 있다.
상기 광전자 에너지 분석기는 상기 챔버 본체에 연결되며 상기 광전자가 진행하는 렌즈부, 그리고 상기 렌즈부 위에 연결되며 상기 광전자를 검출하는 전자 검출부를 포함할 수 있다.
상기 전자 검출부는 상기 렌즈부에 연결되며 상기 광전자가 통과하는 입사 슬릿을 가지는 평면부, 상기 평면부 위에 위치하여 상기 광전자의 이동 경로를 조절하는 반구부, 그리고 상기 입사 슬릿과 이격되어 상기 평면부에 위치하며 상기 광전자를 검출하는 전자 검출기를 포함할 수 있다.
상기 진공 챔버는 상기 시료를 지지하는 시료 지지부, 그리고 상기 시료 지지부에 연결되며 상기 시료의 온도를 조절하는 시료 온도 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 표적 시료에 연결되며 상기 표적 시료의 위치 및 각도를 조절하는 표적 시료 조절부, 그리고 상기 표적 시료와 상기 렌즈부를 연결하는 연결부를 더 포함하고, 상기 회전부에 의해 상기 렌즈부를 회전시켜, 상기 렌즈부에 연결된 상기 표적 시료가 회전할 수 있다.
상기 광전자 에너지 분석기는 상기 전자 검출부의 전자 검출기에 대응하여 위치하는 촬상기를 더 포함할 수 있다.
상기 렌즈부의 렌즈 중심축과 상기 촬상기의 촬상 중심축이 형성하는 가상의 평면 상에 상기 회전기의 회전 중심축이 위치할 수 있다.
상기 렌즈부의 상기 렌즈 중심축과 상기 회전기의 회전 중심축은 서로 소정 간격만큼 이격될 수 있다.
상기 시료 위치 조절기는 상기 시료의 중심이 상기 회전기의 상기 회전 중심축과 상기 X선이 만나는 지점에 위치하도록 상기 시료의 위치를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치는 광전자 에너지 분석기, 회전기 및 시료 위치 조절기를 이용하여 시료에서 방출되는 X선의 운동량 변화에 따른 측정을 용이하게 하여 측정 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 시료로 사용되는 양자 물질 안에 존재하는 집단 들뜸 상태의 에너지 및 운동량 분산 관계를 용이하게 파악할 수 있으므로, 양자 물질의 저에너지 물성을 이해할 수 있다.
또한, 양자 물질의 물성을 이해함으로써, 높은 기능성을 갖는 양자 물질을 개발할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치에서 X선 및 광전자가 이동하는 경로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치의 시료에서 방출되어 표적 시료로 입사하는 X선의 운동량 분해능을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치의 시료에서 방출되어 표적 시료로 입사하는 X선의 운동량 분해능을 설명하기 위한 정면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치의 정면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치는 진공 챔버(100), 회전기(200), 광전자 에너지 분석기(300), 그리고 시료 위치 조절기(400)를 포함한다.
진공 챔버(100)는 X선(1)이 입사하여 그 내부에서 광전자를 발생시킬 수 있다. 진공 챔버(100)는 챔버 본체(110), 표적 시료(120), 시료 지지부(130), 시료 온도 조절부(140), 표적 시료 조절부(150), 그리고 표적 시료 연결부(160)를 포함할 수 있다.
챔버 본체(110)는 내부 공간을 가지는 원통형 형상이며, 30cm 이상의 내경을 가질 수 있다. 챔버 본체(110)는 초고진공 챔버(ultra-high vacuum chamber)일 수 있다. 챔버 본체(110)는 니켈 합금인 뮤메탈(mumetal)로 형성되거나 그 표면에 뮤메탈을 형성함으로써 외부의 자기장을 차폐하는 자기장 차폐 챔버일 수 있다. 이러한 챔버 본체(110)의 내부에는 검사 대상인 시료(10)가 위치하여 X선(1)이 시료(10)에 조사될 수 있다. 시료(10)는 챔버 본체(110)의 중심축(Y2) 상에 위치할 수 있다. 챔버 본체(110)의 중심축(Y2)은 챔버 본체(110)의 중심을 지나는 가상의 중심선을 의미한다. 챔버 본체(110)의 중심축(Y2)은 회전기(200)의 회전 중심축(Y2)과 동일선상에 위치하는 동일한 중심축일 수 있다.
표적 시료(120)는 챔버 본체(110) 내부에 위치하며 시료(10)와 마주보며 위치할 수 있다. 이러한 표적 시료(120)는 렌즈부(310)의 렌즈 중심축(Y1) 상에 위치할 수 있다. X선은 시료(10)에서 방출된 후 표적 시료(120)에 입사하여 광전자를 발생시킬 수 있다. 챔버 본체(110)는 자기장 차폐 챔버이므로, 표적 시료(120)에서 방출된 광전자의 경로가 외부의 자기장에 의해 휘어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 챔버 본체(110)의 길이는 자기장을 차폐할 수 있을 만큼 충분히 길 수 있다.
시료 지지부(130)는 시료를 지지하며, 시료 온도 조절부(140)는 시료 지지부(130)에 연결되어 시료(10)의 온도를 조절할 수 있다. 시료 온도 조절부(140)는 냉각기 및 히터를 포함할 수 있으며, 시료(10)의 온도에 따른 X선의 에너지 및 운동량에 대한 데이터를 생성시킬 수 있다.
표적 시료 조절부(150)는 표적 시료(120)에 연결되며, 표적 시료(120)를 병진 운동시켜 시료(10)와 같은 높이에 위치시킬 수 있다. 또한, 표적 시료 조절부(150)는 표적 시료(120)의 경사각을 조절하여 시료(10)로부터 방출되는 X선의 양 및 운동량 분해능을 조절할 수 있다. 표적 시료 조절부(150)는 두 쌍의 웜기어(worm gear)를 포함할 수 있으며, 자석에 의해 구동되는 구동되는 흔들 막대(wobble stick)을 이용하여 챔버 본체(110)의 외부에서 웜 기어를 조절할 수 있다.
표적 시료 연결부(160)는 표적 시료(120)를 렌즈부(310)와 연결시킬 수 있다. 따라서, 렌즈부(310)의 회전에 의해 표적 시료(120)를 회전시킬 수 있다.
광전자 에너지 분석기(300)는 진공 챔버(100) 위에 위치하며 표적 시료(120)에서 방출된 광전자(3)의 에너지를 분석할 수 있다.
광전자 에너지 분석기(300)는 렌즈부(310), 전자 검출부(320), 그리고 촬상기(330)를 포함할 수 있다.
렌즈부(310)는 챔버 본체(110) 중심부까지 삽입되며 원통 형상을 가질 수 있다. 렌즈부(310)를 통해 표적 시료(120)에서 방출된 광전자(3)가 진행할 수 있다.
전자 검출부(320)는 렌즈부(310) 위에 연결될 수 있다. 전자 검출부(320)는 렌즈부(310)에 연결되는 평면부(321), 평면부(321) 위에 위치하여 광전자(3)의 이동 경로를 조절하는 반구부(322), 그리고 평면부(321)에 위치하며 광전자(3)를 검출하는 전자 검출기(323)를 포함할 수 있다.
평면부(321)는 원판 형상을 가지며, 렌즈부(310)에 대응하는 위치에 광전자(3)가 통과하는 입사 슬릿(entrance slit)(321a)이 형성될 수 있다.
반구부(322)는 동심 반구 형상(concentric hemispherical shape)을 가질 수 있다. 반구부(322) 내에는 광전자(3)의 이동 경로 내측 및 외측에 각각 동일한 중심을 가지는 반구 형상의 전극이 형성될 수 있다. 따라서, 광전자(3)의 운동 에너지에 맞춰 전극에 전압을 인가함으로써, 도 3에 도시한 바와 같이, 광전자(3)는 반구부(322)를 따라 이동하여 전자 검출기(323)에 입사할 수 있다. 이때, 표적 시료(120) 안의 위치에 따라 광전자(3)의 이동 경로가 바뀌며, 이에 따라 이동 경로가 변경된 광전자(3)가 전자 검출기(323)의 대응 위치에 입사할 수 있다.
전자 검출기(323)는 평면부(321) 위에 입사 슬릿(321a)과 이격되어 위치할 수 있다. 전자 검출기(323)는 광전자(3)를 검출할 수 있다. 전자 검출기(323)는 마이크로 채널 플레이트(Micro Channel Plate, MCP)일 수 있다.
광전자 에너지 분석기(300)는 표적 시료(120)에서 방출된 광전자(3)의 에너지를 측정할 수 있으며, 흡수 공명 에너지를 갖는 X선으로 표적 시료(120)의 표준 광전자 분광 스펙트럼을 먼저 얻은 후, 시료(10)에서 방출된 X선(2)에 의해 표적 시료(120)에서 나온 광전자 분광 스펙트럼을 디컨볼루션(Deconvolution)함으로써, X선(2)의 에너지 및 운동량 스펙트럼을 얻을 수 있다.
광전자 에너지 분석기(300)는 그 측정 방식이 실공간을 확대해서 보는 확대 방식(magnification mode)일 때, 그 배율에 따라 평면부(321)의 입사 슬릿(321a)에 표적 시료(120)의 실공간과 같은 광전자 이미지가 맺힌다
입사 슬릿(321a)을 통과한 광전자(3)가 계속해서 반구부(322)를 따라 진행하여 전자 검출기(323)에 도달했을 때에도 에너지 축(EX)에 수직인 방향으로는 그 실공간에 대한 정보를 유지하게 된다. 따라서, 전자 검출기(323)의 위치에 따른 스펙트럼을 각각 얻음으로써, 시료(10)에서 방출된 X선(2)의 방출 각도에 대한 정보를 얻을 수 있어서 X선의 운동량 변화에 따른 에너지 및 운동량 스펙트럼을 얻을 수 있다.
회전기(200)는 진공 챔버(100)와 광전자 에너지 분석기(300) 사이에 위치하며 광전자 에너지 분석기(300)를 회전시킬 수 있다. 회전기(200)는 내부 공간을 가지며, 챔버 본체(110)와 동일한 내경을 가질 수 있다. 이러한 회전기(200)는 진공 상태를 유지할 수 있는 차등 펌프 회전 플랫폼(differentially pumped rotary platform, DPRP)일 수 있다.
이 때, 렌즈부(310)는 회전기(200)와 동일축 상에 위치하지 않고 편심되어 위치할 수 있다. 따라서, 렌즈부(310)의 렌즈 중심축(Y1)과 회전기(200)의 회전 중심축(Y2)은 서로 소정 간격(D)만큼 이격될 수 있다. 이 때, 렌즈부(310)의 렌즈 중심축(Y1)과 촬상기(330)의 촬상 중심축(Y3)이 만드는 가상의 평면(P) 상에 회전 중심축(Y2)이 위치할 수 있다.
이러한 회전기(200)를 이용하여 회전기(200)에 연결된 렌즈부(310)를 회전시킴으로써, 표적 시료(120)에서 방출된 광전자(3)의 이동 경로를 변경하여 광전자(3)의 운동량을 변화시킬 수 있다.
시료 위치 조절기(400)는 진공 챔버(100) 아래에 위치하며 시료(10)를 병진 운동 및 회전 운동시켜 측정되는 X선의 운동량을 변화시킬 수 있다.
시료 위치 조절기(400)는 6축 매니퓰레이터(6-axis manipulator)일 수 있다. 여기서, 6축은 x, y, z, θ(극각), φ(방위각),χ(경사각)을 의미한다.
시료 위치 조절기(400)는 x, y, z 방향의 병진 운동을 통해 시료(10)의 중심이 X선(1) 및 회전기(200)의 회전 중심축(Y2)과 만나는 지점에 놓일 수 있도록 한다.
또한, 시료 위치 조절기(400)는 θ(극각), φ(방위각), χ(경사각) 방향의 회전 운동을 통해 시료(10)에 대한 X선의 운동량의 변화량(q)을 제공할 수 있다.
여기서, 시료 지지부(130)는 시료 위치 조절기(400)에 의한 시료(10)의 극각 회전 운동 및 렌즈부(310)의 회전 운동과 간섭이 일어나지 않도록 제조 및 위치할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 시료(10)와 표적 시료(120) 사이에는 차단 부재(30)가 설치될 수 있다. 이러한 차단 부재(30)는 알루미늄 또는 질화 규소를 포함할 수 있으며, 차단 부재(30)는 표적 시료(120)가 아닌 시료(10)로부터 방출된 광전자가 광전자 에너지 분석기(300)에서 검출되지 않도록 시료(10)와 표적 시료(120) 사이에 설치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치의 시료에서 방출되어 표적 시료로 입사하는 X선의 운동량 분해능을 설명하기 위한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치의 시료에서 방출되어 표적 시료로 입사하는 X선의 운동량 분해능을 설명하기 위한 정면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 표적 시료(120)의 길이(L1)은 전자 검출기(323)에서 보는 시야로서, X선(2)의 수용각(2α)는 아래 수학식 1로 나타낼 수 있다. 이때, D는 시료(10)와 표적 시료(120) 사이의 거리를 나타낸다.
예를 들어, L1 = 3 cm, D = 2.5 cm인 경우, X선(2)은 2α = 62°의 수용각을 가질 수 있다.
또한, 렌즈부(310)의 배율이 1:1인 경우 즉, 시료(10)의 크기와 입사 슬릿(321a)의 크기의 비율이 1:1인 경우, 수용각(2α)과 동일 평면상에서의 X선(2)의 제1 각도 분해능(δα1)은 아래 수학식 2로 나타낼 수 있다. 이 때, 렌즈부(310)의 렌즈 중심축(Y1)에 수직한 방향의 공간 분해능(δ)은 표적 시료(120)의 위치에 따라 다르지만 그 차이는 미미하므로 무시할 수 있다.
예를 들어, δ = 0.1 cm, D = 2.5 cm인 경우, X선(2)은 δα1 = 2.3°의 제1 각도 분해능을 가질 수 있다.
또한, 제1 각도 분해능(δα1)과 수직한 평면상에서의 X선(2)의 제2 각도 분해능(δα2)는 아래 수학식 3으로 나타낼 수 있다. 이때, β는 표적 시료(120)가 시료(10)를 향해 기울어진 각도이고, L2는 표적 시료(120)의 폭이며, D는 시료와 표적 시료(120) 사이의 거리를 나타낸다.
예를 들어, L2 = 0.3 cm, D = 2.5 cm, β= 20°인 경우, X선(2)은 δα2 = 2.5°의 제2 각도 분해능을 가질 수 있다. 이는 제1 각도 분해능(δα1)과 유사한 수준의 각도 분해능일 수 있다.
렌즈부(310)의 배율이 1:1인 경우, 표적 시료(120)의 길이(L1) 및 폭(L2)은 전자 검출부(320)의 입사 슬릿(321a)의 크기와 동일하므로, 적절한 크기의 입사 슬릿(321a)을 선택하여 X선(2) 수용각(2α) 및 각도 분해능(δα1, δα2)을 조절할 수 있다.
한편, 시료(10)에서 방출되는 X선의 각도를 이용하여 시료(10)에서 방출되는 X선(2)의 운동량과, 시료(10)에 입사하는 X선(1)의 운동량의 차이인 운동량의 변화량(q)을 얻을 수 있다. 시료(10)의 브릴루앙 영역(Brillouin zone) 내에서의 X선의 운동량의 변화량(q)은 렌즈부(310)의 회전 운동 또는 시료(10)의 극각(θ), 방위각(), 경사각(χ) 등의 변경에 의해 변화시킬 수 있다.
이 때, X선의 에너지가 1 keV일 경우, 비탄성 산란에 의해 소실되는 에너지는 1 eV 이하로 상대적으로 매우 작아 시료(10)에서 방출된 X선(2)의 운동량의 크기는 거의 변하지 않는다.
운동량 분해능(δq)은 아래 수학식 4에 나타낸 바와 같이, 시료(10)에 입사하는 X선의 운동량과 각도 분해능의 곱으로 나타낼 수 있다. 이 때, k는 X선의 운동량의 크기를 나타내며, δα1, 2는 제1 각도 분해능(δα1)과 제2 각도 분해능(δα2)의 곱인 각도 분해능을 나타낸다.
예를 들어, X선의 에너지가 1 keV, X선의 수용각(2α)이 2.5°인 경우, X선의 운동량 분해능은 0.017 Å-1이다. 보통의 물질의 경우 브릴루앙 영역(Brillouin zone)의 크기가 1 Å-1 이상이며, 중성자 산란의 경우 운동량 분해능이 0.04 Å-1 내지- 0.13 Å-1 정도임을 고려하면, X선의 운동량 분해능이 매우 우수함을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 산란 측정 장치는 공명 비탄성 X선 산란에 광전자 에너지 분석기를 도입하여 운동량 분해능이 뛰어나며, X선 검출 효율이 우수하다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10: 시료 100: 진공 챔버
200: 회전기 300: 광전자 에너지 분석기
400: 시료 위치 조절기

Claims (11)

  1. 시료가 위치하며 X선이 시료에 입사하여 광전자를 발생시키는 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 위에 위치하며 상기 광전자의 에너지를 분석하는 광전자 에너지 분석기;
    상기 진공 챔버와 상기 광전자 에너지 분석기 사이에 위치하며 상기 광전자 에너지 분석기를 회전시키는 회전기; 그리고
    상기 진공 챔버 아래에 위치하며 상기 시료의 위치를 조절하여 상기 X선의 운동량을 변화시키는 시료 위치 조절기;
    를 포함하는 X선 산란 측정 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 진공 챔버는
    챔버 본체, 및
    상기 챔버 본체 내부에 위치하며 시료와 마주보는 표적 시료
    를 포함하고,
    상기 X선은 시료에서 반사된 후 상기 표적 시료에 입사하여 광전자를 발생시키는 X선 산란 측정 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 챔버 본체는 자기장 차폐 챔버인 X선 산란 측정 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 광전자 에너지 분석기는
    상기 챔버 본체에 연결되며 상기 광전자가 진행하는 렌즈부, 그리고
    상기 렌즈부 위에 연결되며 상기 광전자를 검출하는 전자 검출부
    를 포함하는 X선 산란 측정 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 전자 검출부는
    상기 렌즈부에 연결되며 상기 광전자가 통과하는 입사 슬릿을 가지는 평면부,
    상기 평면부 위에 위치하여 상기 광전자의 이동 경로를 조절하는 반구부, 그리고
    상기 입사 슬릿과 이격되어 상기 평면부에 위치하며 상기 광전자를 검출하는 전자 검출기
    를 포함하는 X선 산란 측정 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 진공 챔버는
    상기 시료를 지지하는 시료 지지부, 그리고
    상기 시료 지지부에 연결되며 상기 시료의 온도를 조절하는 시료 온도 조절부
    를 더 포함하는 X선 산란 측정 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 표적 시료에 연결되며 상기 표적 시료의 위치 및 각도를 조절하는 표적 시료 조절부, 그리고
    상기 표적 시료와 상기 렌즈부를 연결하는 연결부
    를 더 포함하고,
    상기 회전부에 의해 상기 렌즈부를 회전시켜, 상기 렌즈부에 연결된 상기 표적 시료가 회전하는 X선 산란 측정 장치.
  8. 제4항에서,
    상기 광전자 에너지 분석기는
    상기 전자 검출부의 전자 검출기에 대응하여 위치하는 촬상기를 더 포함하는 X선 산란 측정 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 렌즈부의 렌즈 중심축과 상기 촬상기의 촬상 중심축이 형성하는 가상의 평면 상에 상기 회전기의 회전 중심축이 위치하는 X선 산란 측정 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 렌즈부의 상기 렌즈 중심축과 상기 회전기의 회전 중심축은 서로 소정 간격만큼 이격되는 X선 산란 측정 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 시료 위치 조절기는 상기 시료의 중심이 상기 회전기의 상기 회전 중심축과 상기 X선이 만나는 지점에 위치하도록 상기 시료의 위치를 조절하는 X선 산란 측정 장치.
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