나노공정 나노입자성장 측정
페이지 정보
- 용어
- 나노입자성장 측정
- 요약
- 기상중 나노입자의 크기와 형상에 관한 정보를 광학적 방법에 의해 직접 또는 간접적으로 측정하는 방법
- 참고문헌
- - Hwang, J.Y., Gil, Y.S., Kim, J.I., Choi, M.,and Chung, S.H.. Measurements of temperature and OH radical distributions in a silica generating flame using CARS and PLIF, Journal of Aerosol Science, 32, 601-613 (2001)
- Cho, J. and Choi, M., Determination - 분류
- 나노공정 > 기타
본문
나노 입자들은 실리카(SiO2), 타이타이나(TiO2)나 카본 블랙과 같은 다양한 재료의 제조를 위한 화염 공정과 같은 에어로졸 공정으로 제조된다. 이러한 입자들은 탁월한 광학적, 기계적, 화학적, 전기적 성질을 가지기 때문에 기술적으로 아주 중요하다. 이러한 공정에서 제조되는 입자들의 크기와 형상에 대한 정보는 최종적인 제품의 질을 좌우하는 인자가 되기 때문에 반드시 파악되어져야 하는 것들이다. 그러므로 다양한 기술적인 응용을 위해서는 이러한 입자들의 크기와 형상을 정확하게 측정할 수 있는 기술이 요구된다.
에어로졸 시스템에 대한 입자 성질의 측정 기술은 크게 in situ 기법과 ex situ 기법으로 나뉘어진다. Ex situ 기법은 입자들이 추출기나 필터 같은 장치의 사용을 통해 그 입자를 발생시키는 위치로부터 추출되어져서 전자 현미경과 같은 장비로 관찰하는 기법이다. 광산란과 같은 광학적 기법을 사용하는 방식은 in situ 기법이다. 이 in situ 기법은 에어로졸 시스템을 교란시킴이 없이 실시간으로 입자 특성을 측정할 수 있다는 장점을 가진다.
광산란 기법은 산란되는 신호의 분석 방식에 따라 두 가지로 나뉘어 진다. 그 각각은 탄성광산란법(elastic light scattering, ELS)과 동적광산란법(dynamic light scattering, DLS)이다.
탄성광산란법은 평균화된 산란 신호를 파장과 산란방향의 함수로 본다. 이 방식에서는 구형입자의 측정을 위해 Mie 산란 이론을 이용한다. 그러나 많은 경우 비구형 응집체 입자들이 만들어지기 때문에 산란 신호로부터 입자 크기와 형상에 대한 정보를 얻기 위해서는 Rayleigh-Debye-Ganz 산란 이론을 이용한다. 탄성광산란법으로 정확하게 입자의 특성을 측정하기 위해서는 입자의 굴절 지수(refractive index)에 대한 정보가 필요하다. 동적광산란법은 광자 상관 분광학(photon correlation spectroscopy) 혹은 확산 분포 분광학(diffusion broadening spectroscopy)이라고도 불리운다. 이 기법은 입자들의 확산적인 운동에 기인하는 산란 신호의 변동을 분석함으로써 입자 크기의 정보를 알아내는 방법이다. 이 동적광산란법은 입자들의 굴절 지수에 대한 정보가 필요하지 않기 때문에 입자 크기의 측정에 있어서 유리한 점을 가지고 있다. 이 방법으로 한 입자의 크기는 구형 입자에 대해서는 얻어질 수 있고 응집체 입자들에 대해서는 확산 계수 등가 크기(diffusion coefficient equivalent size)가 얻어질 수 있다.
에어로졸 시스템에 대한 입자 성질의 측정 기술은 크게 in situ 기법과 ex situ 기법으로 나뉘어진다. Ex situ 기법은 입자들이 추출기나 필터 같은 장치의 사용을 통해 그 입자를 발생시키는 위치로부터 추출되어져서 전자 현미경과 같은 장비로 관찰하는 기법이다. 광산란과 같은 광학적 기법을 사용하는 방식은 in situ 기법이다. 이 in situ 기법은 에어로졸 시스템을 교란시킴이 없이 실시간으로 입자 특성을 측정할 수 있다는 장점을 가진다.
광산란 기법은 산란되는 신호의 분석 방식에 따라 두 가지로 나뉘어 진다. 그 각각은 탄성광산란법(elastic light scattering, ELS)과 동적광산란법(dynamic light scattering, DLS)이다.
탄성광산란법은 평균화된 산란 신호를 파장과 산란방향의 함수로 본다. 이 방식에서는 구형입자의 측정을 위해 Mie 산란 이론을 이용한다. 그러나 많은 경우 비구형 응집체 입자들이 만들어지기 때문에 산란 신호로부터 입자 크기와 형상에 대한 정보를 얻기 위해서는 Rayleigh-Debye-Ganz 산란 이론을 이용한다. 탄성광산란법으로 정확하게 입자의 특성을 측정하기 위해서는 입자의 굴절 지수(refractive index)에 대한 정보가 필요하다. 동적광산란법은 광자 상관 분광학(photon correlation spectroscopy) 혹은 확산 분포 분광학(diffusion broadening spectroscopy)이라고도 불리운다. 이 기법은 입자들의 확산적인 운동에 기인하는 산란 신호의 변동을 분석함으로써 입자 크기의 정보를 알아내는 방법이다. 이 동적광산란법은 입자들의 굴절 지수에 대한 정보가 필요하지 않기 때문에 입자 크기의 측정에 있어서 유리한 점을 가지고 있다. 이 방법으로 한 입자의 크기는 구형 입자에 대해서는 얻어질 수 있고 응집체 입자들에 대해서는 확산 계수 등가 크기(diffusion coefficient equivalent size)가 얻어질 수 있다.
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