강좌란
  QCM 이해하기
     QCM 이해하기
 
  QCM, ALD센서 원리의 이해와 응용( ng단위 질량측정, 점성, 밀도, 가스분석, 겔화,.....

QCM의 원리 이해와 응용

( 질량, 탄성,점도, 밀도를 측정하는 원리 ) 

ALD(Atomic Layer Deposition) Sensor

MLD(Molecular Layer Deposition) Sensor  

Thickness Monitor 등도 같은 원리입니다.

 

Piezoelectric 효과를 이용한 기계적 진동과 전기적 진동의 상호 연결

Quartz Cyrstal의 Piezoelectric 효과에 의해 고유 진동 주파수가 발생
- ① Quartz Crystal에 Potential을 가하면
횡단 방향으로 기계적 진동 발생 => 기계적 진동 다시 Potential을 발생 => 이로 인해 전기적인R, L, C성분을 가짐
- ② 횡단으로 발생한 기계적 진동 주파수가 Quartz Crystal 표면에 흡착된 물질에 의해 주파수 변화
- ③ Quartz Crystal의 Mechanical Model
- ①, ②, ③ 의 특성을 분석하여 Quartz Crystal을 ④와 같은 전기적 소자와 같이 취급 될수있음이 검증 되었다. 

 

 

 

 

Quartz Crystal의 기계적 진동주파수의 조건에 따른 변화

 

Quartz Cyrstal은 아래와 같이 여러가지 조건에 따라

횡방향으로 진동하는 기계적 진동 주파수가 변화한다.

 

  

 

 

 

 

 

측정 요소

CV, CA, CP, SV, LSV 전기화학 분석
ng 단위 질량 변화 측정
점도 측정
전기화학 도금 두께 실시간 모니터링
전기화학 도금 질량 실시간 모니터링
점탄성 분석
박막 유변학적 분석
박막 동특성 측정
가스 분석
밀도 변화 분석
겔화 반응 측정

 

Quartz Crystal의 기계적 진동주파수의 조건에 따른 특성 그래프 

  

 

 

Oscilator( 주파수 발생기 )

 

 

 

QCM = Oscilator ( 주파수 발생기 ) + QC( Phase Locked Loop )

 

  

 

물질의 이동과 주파수의 변화

 

RL값을 조절하여 QCR, L, C값과 공진된 주파수 영역이 되었을때 Deposition을 
  실행하고 그 주파수 변화를 관찰하여 물질의 이동량을 측정한다.

 

 

 

주파수의 변화에 따른 질량 변화량 계산 유도식( Sauerbrey )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

주파수의 변화에 따른 질량 변화량 계산 유도식 정리( Sauerbrey )