삼성종합기술원(원장 임관)내 분석연구실(실장 윤석열 박사)은 러시아 PTI연구소와 공동으로 산소부터 우라늄까지 거의 전 원소에 대한 구조분석을 할 수 있는 새로운 물질분석장치인 X선 전자 분광분석장치(XIEES)를 개발했다고 8일 밝혔다.
이 X선 분석장치는 X선에 의해 물질로부터 방출되는 전자 및 X선을 검출해 물질의 원자구조를 분석하는 장치로 기존 장치들의 단색광 에너지영역이 4~14KeV인데 비해 이번에 개발한 장치는 0.47~41.6KeV로 가장 넓은 분석범위과 함께 X선 흡수, 형광 X선 방출, X선 흡수 스펙트럼, 전자방출 스펙트럼, 2결정 회절 스펙트럼, 전반사 형광 스펙트럼 등 다양한 스펙트럼을 얻을 수 있는 것이 특징이라고 삼종원측은 밝혔다.
이번에 개발한 장치는 광학장치를 대형의 고진공체임버의 내부에 장착해 전자 검출과 함께 약한 X선도 사용가능하도록 했으며, X선 단색광을 높은 해상도로 구현하기 위해 원자면 간격이 다른 6개의 곡면회절결정을 사용한 모노크로미터를 채용했다 또 특별히 고안된 6백㎜ 반경의 거대원형 롤란드 섹터와 10개의 고진공용 스테핑모터를 사용하여 각 부품의 기계구동을 초정밀(1천만분의 1미터)단위로 제어할 수 있다.
이 장치는 물질을 손상시키지 않는 비파괴적 분석은 물론, 물질의 표면에 대해서만 분석할 수도 있으며 박막물질의 경우 시료제작을 별도로 하지않아도 된다.
이번에 개발한 XIEES는 물질을 구성하는 특정원자와 주위 원자들간의 상호배열 및 전자구조를 정확하게 분석하는데 활용되며 반도체, 박막소자,금속 및 세라믹, 촉매, 금속 유기화합물, 단백질 결정 및 비정질 물질 등 다양한 분야에 적용될 예정이다.
삼성종합기술원은 이번의 개발과 관련, 6건의 특허를 국내외에 출원한데 이어 지난달 영국 캠브리지대학에서 개최된 전자발견 1백주년 기념 심포지엄에서 개발결과를 발표했으며 앞으로 공동연구를 통해 국내외 연구기관 및 대학도 활용할 수 있도록 할 계획이다.
<김경묵 기자>