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팀소개

ACCELERATOR

가속기 분석팀

가속기 질량분석기술(AMS)과 이온빔 이용 분석(IBA) 그리고 이온빔 물질개질(IBMM)과 관련한 이용기술을 개발하여 활용연구자들에게 제공 함으로서 과학기술분야의 국가적 과제를 해결하는 기간 연구 시설로의 역할을 하고자 합니다.

주요연구 분야

이온빔 가속기
BT

Bio-medical AMS research

AMS를 이용한 micro dosing/tracing

독성학, 영양학

세포내 극미량 이미지화

NT

원소 극미량 비파괴 정량 분석

Micro-machining

Nuclear microprobe를 이용한 성분 mapping

ET

대기/수질 오염분석

고기후 복원

Anthropogenic isotope분석

4가지 지질학

IT

Photonic IC

Smart cut

자연과학

핵물리

고체물리

재료공학

신물질 합금, 세라믹, 폴리머

극미량 정량 분석

Ion implantation/irradation

Ion beam material modification

전통과학

탄소연대측정

유물의 비파괴 성분 분석

고고학/고미술

반도체

불순물 주입(ion implantation)

Bandgap engineering

가속기 질량 분석
가속기질량분석법은

가속기질량분석법은 원자를 한 개씩 측정하여 초극미량 분석이 가능한 분석법으로 탄소연대측정과 같은 고고학 분야, 극미량의 방사성 동위원소를 추적자로 사용한 생-의학 분야, 고기후의 연구 또는 지형의 변화연구와 같은 지구과학, 그리고 지하수 오염원의 추적, 핵물질의 감시 등과 같은 환경과학 분야에 활용된다

고고학

방사성 탄소연대측정(14C)

시료 전처리

Low Level Background

생·의학

약-동력학(14C,26Al,36CI, 41Ca),신약개발

두종류 이상의 동위원소를 사용한 연구

지구과학

고 기후 복원

암석의 노출연대 측정(20Be, 14C)

환경과학

지하수 오염원 추적, 핵물질 감시(36CI, 129I)

대기 오염원 추적(14C)

이온빔 분석
Ion Beam Analysis
Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

수 MeV에너지의 헬륨원자핵을 임의의 표적물질에 입사하여 산란입자의 에너지를 분광함으로서 표적물질의 원소의 종류와 조성비율 그리고 적층구조를 정량한다. 주로 반도체, display, 이차전지 등 박막소재의 R&D와 제작공정의 Q/A, Q/C에 유용하게 사용된다.
Single-ended 혹은 tandem형 정전형가속기를 사용하여 1~3 MeV의 He 이온을 입사하며, 실리콘검출기로 에너지를 분광기로 사용한다

Elastic Recoil Detection (ERD)

RBS분석법이 박막의 절대정량에 장점이 많은 방법이나 원리적인 한계가 있다. 질량분해능이 저하되며, 에너지중첩, 가벼운 표적원소의 작은 반응단면적 그리고 원리적인 수소분석의 불가능성 등이다. 이러한 RBS의 약점을 극복할 수 있는 방법이 탄성 되튐(Elastic recoil)법이다. 그러나 단순한 실리콘에너지 검출기를 사용하는 후방산란방법과 달리 탄성되튐법은 개별 시스템에 적합한 분광기의 제작이 기술의 요체이다. 본 실험실에서는 2013년 수소분석을 위하여 range foil을 사용하는 전통적인 ERD분광시스템을 완성하여 2014년부터 제공하고 있으며, 현재 비행시간-에너지 분광기(TOF-E spectrometer)를 제작하여 시험 중에 있다. TOF-E 분광기가 완성되면 수소를 포함한 경원소의 정량에 사용될 것이며 향후 gas ionization detector(GIC)를 개발하여 중원소의 검출을 시도할 예정이다.

Particle Induced X-ray Emission (PIXE)

이온빔 조사 시 발생하는 특성 X-선을 계측함으로서 표적물질의 조성을 분석한다. 전자빔을 이용하는 전자현미경의 EDS 분석법에 비해 상대적으로 제동복사에 의한 background가 매우 작아 EDS 분석 대비 PIXE 검출분해능이 100 배정도 우수하다. 본 연구실은 유효지름 4mm, 두께 5 mm인 Si(Li)검출기를 사용한 x-선 검출시스템을 구성하였다. 현재, 후방산란과 동시에 발생하는 x-선을 계측하여 RBS의 불량한 질량 분해능을 보완하는 기능을 수행하고 있다.

Medium Energy Ion Scattering (MEIS)

반도체검출기를 사용하는 RBS와 ERD의 경우 에너지 분해능이 10 keV 이상으로 깊이분해능으로 환산해보면 수십 nm정도가 된다. 그러나 박막장의 초기 상태나 표면/계면의 초기성장을 관찰하려면 깊이분해능이 monolayer정도에 접근하는 분광기술이 필요하다. 이러한 목적으로 stopping power가 최대치인 100 keV proton이온이나 400 keV 알파입자를 입사하고 toroidal electrostatic energy analyzer(ESA)로 산란입자의 에너지를 분광하는 이온산란분석법이다.