KR101878909B1 - Simultaneous measurement method and system for raman signal and phase change - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라만신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템에 관한 것으로, 레이저 빔을 샘플에 조사하기 위한 광원부와, 상기 샘플로부터 산란된 빛 중 라만 신호만 통과시키는 필터부와, 상기 필터부에 의해 통과된 라만 신호를 검출하는 라만 신호 검출부 및 상기 필터부에 의해 반사된 빛의 위상 변화를 측정하는 위상변화 측정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a system for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change, comprising a light source for irradiating a sample with a laser beam, a filter for passing only Raman signals from the scattered light, A Raman signal detecting unit for detecting a Raman signal and a phase change measuring unit for measuring a phase change of light reflected by the filter unit.
Description
본 발명은 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 라만 신호를 검출함과 동시에 비파괴 방식으로 물질의 위상변화를 측정하고, 더 나아가 동시에 측정된 라만 신호와 위상변화정보를 분석하여 측정 대상체의 복수의 주요 인자를 예측할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change, and more particularly, to a system and method for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change, and more particularly, To a system and method for analyzing phase change information to predict a plurality of major factors of a measurement object.
라만 분광법은 단일 파장의 광원을 시료에 입사하였을 때, 빛과 격자간의 상호작용으로 인하여 산란된 빛을 분석하여 물질의 특성을 파악하는 방법이다. Raman spectroscopy is a method of analyzing the scattered light due to the interaction between light and the lattice when the light source of a single wavelength is incident on the sample to grasp the characteristics of the material.
물질은 각자의 고유한 격자 진동을 갖기 때문에 이를 통하여 비파괴적으로 물질의 특성을 파악할 수 있을 뿐만 아니라 빛과 물질의 상호작용을 연구함에 있어 매우 중요한 방법이다. Since the material has its own lattice vibration, it is a very important way to study the interaction of light and matter as well as to characterize the substance nondestructively.
특히 최근 들어 나노물질에 관한 연구가 활발해지면서 공초점 현미경 방식의 라만 분광법이 널리 사용되고 있다. Especially in recent years, research on nanomaterials has become active, and confocal microscopy Raman spectroscopy has been widely used.
또한 시료의 단차를 측정하는 방법으로 위상천이 간섭계를 이용한 방법이 사용되고 있다. 이는 레이저 빛을 광학현미경의 대물렌즈를 통해 시료에 조사하고 산란되는 빛을 간섭계로 분석하여 위상 변화를 측정하고 이를 단차로 표현한다. 실제로 사용되고 위상천이 간섭계의 경우 1 나노미터 이하의 단차도 정밀하게 측정이 가능하여, 나노 물질의 연구에 널리 사용되고 있는 중요한 장치이다.Also, a method using a phase shift interferometer is used as a method of measuring a step difference of a sample. It irradiates the laser light to the sample through the objective lens of the optical microscope, analyzes the scattered light by the interferometer, measures the phase change, and expresses the phase difference. It is an important device that is widely used in the research of nanomaterials because it can be used precisely in the case of a phase shift interferometer and a step below 1 nm.
공초점 현미경 방식에서 주로 point-by-point scanning 방법을 사용하여 라만 이미지를 얻는다. 레이저를 한 점에 집중시키고 이에서 산란되는 빛을 측정한 이후에, 샘플을 움직이거나 레이저를 움직여 다른 점에 집중시킨 후에 다시 신호를 얻는다. 이렇게 각각의 점에서 모아진 신호를 다시 이미지화하면 시료의 라만 이미지를 얻을 수 있다.In confocal microscopy systems, Raman images are obtained using mainly point-by-point scanning methods. After focusing the laser at one point and measuring the scattered light at that point, move the sample or move the laser to focus on another point and then get the signal again. In this way, we can obtain a Raman image of the sample by reimaging the collected signals at each point.
최근 활발히 연구되고 있는 이차원 물질들의 경우, 그 두께와 라만 신호의 상관관계를 찾는 연구가 많이 진행되고 있다. 이를 위해 원자힘현미경을 이용하여 두께를 측정한 이후에 같은 영역에서의 라만 이미지를 측정하여 비교하는 방식이 일반적으로 사용된다. 이는 두 번의 독립적인 측정을 비교해야 하기 때문에 이의 정확한 상관관계를 아는 것에 한계가 있고, 원자힘 현미경을 이용할 경우 팁을 샘플에 접촉시켜야 측정하는 단점이 있다.Recently, studies on the relationship between the thickness and the Raman signal have been conducted for two dimensional materials which are actively studied. For this, a method of measuring the Raman image in the same region after comparing the thickness using an atomic force microscope is generally used. This is because there are two independent measurements to be compared, so there is a limit to knowing its exact correlation, and there is a disadvantage that the tip must be brought into contact with the sample when using an atomic force microscope.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 라만신호를 통과시키는 필터에 의해 반사되는 빛을 간섭계로 보내어, 위상변화를 측정함으로써, 물질의 표면 정보와 라만 신호를 동시에 측정하는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to overcome the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a system for simultaneously measuring surface information of a material and a Raman signal by measuring a phase change by sending light reflected by a filter passing a Raman signal to an interferometer, The purpose of the method is to provide.
또한, 본 발명은 한 번의 측정을 통해 라만신호와 물질의 표면 정보를 측정할 수 있기 때문에, 두 측정에 걸리는 시간을 단축시키며, 비접촉식이자 비파괴 방식으로 측정할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.Further, since the present invention can measure the surface information of a Raman signal and a material through a single measurement, it is possible to shorten the time required for two measurements, and to provide a system capable of measuring the non-contact type non- It has its purpose.
아울러, 본 발명은 동시에 측정된 라만신호와 물질의 표면정보 간의 상관관계를 이용하여 측정 대상체에 대한 주요 인자를 예측할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a system and method for predicting main factors for a measurement object by using a correlation between simultaneously measured Raman signals and surface information of a material.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템은, 레이저 빔을 샘플에 조사하기 위한 광원부와, 상기 샘플로부터 산란된 빛 중 라만 신호만 통과시키는 필터부와, 상기 필터부에 의해 통과된 라만 신호를 검출하는 라만 신호 검출부 및 상기 필터부에 의해 반사된 빛의 위상 변화를 측정하는 위상변화 측정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a system for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention includes a light source unit for irradiating a laser beam onto a sample, a filter unit for passing only a Raman signal from the scattered light, A Raman signal detector for detecting a Raman signal passed by the filter unit, and a phase change measuring unit for measuring a phase change of the light reflected by the filter unit.
본 발명의 실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템은, 빔 스플리터(beam spliter)를 더 포함하고, 상기 빔 스플리터는 상기 광원부에서 출력되는 입사광을 분리하여 일부를 상기 샘플로 입사시키는 동시에 상기 위상변화 측정부로 조사되는 참조광을 발생시키는 것을 특징으로 한다.A system for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention may further include a beam splitter which separates incident light output from the light source unit and causes a part of the incident light to be incident on the sample And the reference light irradiated to the phase change measuring unit is generated at the same time.
여기서, 상기 위상변화 측정부는 상기 참조광과 상기 필터부에 의해 레일레이 산란된 빛의 위상차를 비교하여 상기 샘플의 굴절률 변화로 인한 위상 변화를 측정하고, 상기 측정된 위상 변화를 이용하여 상기 샘플의 단차를 측정하는 것을 특징으로 한다.Here, the phase change measuring unit may measure a phase change due to a change in the refractive index of the sample by comparing the phase difference between the reference light and the Rayleigh scattered light by the filter unit, Is measured.
여기서, 상기 위상변화 측정부는 위상 천이 간섭계(Interferometry)로 구성되는 것을 특징으로 한다.Here, the phase change measuring unit may include a phase shift interferometer.
본 발명의 실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템은, 상기 광원부 전면에 대역 통과 필터(Band pass filter)를 더 포함하고, 상기 대역 통과 필터는 상기 레이저에서 출력되는 입사광을 기설정된 파장 대역만 투과시키는 것을 특징으로 한다.The system for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention may further include a band pass filter on the front surface of the light source unit, Only the wavelength band is transmitted.
여기서, 상기 필터는, 장파장 통과 필터(Long pass filter)로 구성되고, 상기 장파장 통과 필터는 라만 신호를 상기 라만 신호 검출부로 조사시키고, 상기 장파장 통과 필터에 의해 레일레이 산란된 빛을 상기 위상변화 측정부로 조사시키는 것을 특징으로 한다.Here, the filter may be a long-pass filter, the long-wavelength pass filter may be configured to emit a Raman signal to the Raman signal detection unit, Ray irradiation.
여기서, 상기 라만 신호 검출부는, 분광기 및 CCD를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Here, the Raman signal detecting unit may include a spectroscope and a CCD.
본 발명의 실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템은, 상기 라만 신호와 동시에 측정된 상기 위상 변화의 상관관계를 분석하는 분석부를 더 포함한다.The system for simultaneously measuring the Raman signal and the phase change according to the embodiment of the present invention further includes an analyzer for analyzing a correlation between the phase change measured simultaneously with the Raman signal.
여기서, 상기 분석부는, 샘플에 대해 라만신호 및 위상변화정보를 얻고, 복수의 샘플에 대해 상기 샘플에 대한 주요 인자를 측정하며, 상기 복수의 샘플 각각에서 얻은 라만신호 및 위상변화정보로부터 복수의 특성 파라미터를 추출하며, 각 샘플에 대해 상기 복수의 특성 파라미터를 다중 분석 알고리즘에 입력하여 얻어지는 인자 계산치가 상기 측정된 주요 인자의 측정치에 가까워지도록 다중 분석 알고리즘을 학습시키고, 상기 학습된 다중 분석 알고리즘에 측정 대상체에 대한 라만신호 및 위상변화정보로부터 추출된 복수의 특성 파라미터를 넣어 상기 측정 대상체에 대한 주요 인자 값을 예측하는 것을 특징으로 한다.Here, the analyzing unit obtains Raman signal and phase change information for a sample, measures a main factor for the sample with respect to a plurality of samples, calculates a plurality of characteristics from the Raman signal and phase change information obtained from each of the plurality of samples, Extracting a plurality of characteristic parameters for each sample, and inputting the plurality of characteristic parameters to a multiple analysis algorithm for each sample so as to approximate a measured value of the measured principal factor; And a plurality of characteristic parameters extracted from the Raman signal and the phase change information for the target object are input to predict a main factor value for the measurement target object.
여기서, 상기 라만 신호 및 위상변화정보로부터 추출되는 특성 파라미터는, 2D픽, G픽, D픽에 대한 세기나 세기의 비, 위치나 위치비, 소정 위치에서의 폭의 크기, 물질의 위상변화, 레이저 파장 및 세기 중 적어도 2개 이상인 것을 특징으로 한다.Here, the characteristic parameters extracted from the Raman signal and the phase change information include a ratio of intensity or intensity to a 2D pick, a G pick, and a D pick, a position or a position ratio, a magnitude of a width at a predetermined position, And a laser wavelength and intensity.
여기서, 상기 다중 분석 알고리즘은 인공 신경망 알고리즘인 것을 특징으로 한다.Here, the multi-analysis algorithm is an artificial neural network algorithm.
여기서, 상기 샘플이 그래핀인 경우, 상기 주요 인자는 상기 그래핀의 표면 단차 및 두께 중 적어도 하나와 상기 그래핀의 도핑 레벨, 모빌리티, 스트레인 정도, 도메인 사이즈 및 디펙간 거리 중 적어도 하나와의 상관관계를 나타내는 인자인 것을 특징으로 한다.Here, when the sample is graphene, the main factor is a correlation between at least one of the surface level difference and the thickness of the graphene and at least one of the doping level, mobility, strain degree, domain size, And is a factor indicating a relationship.
본 발명의 실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 방법은, 광원부가 레이저 광을 샘플에 조사하는 단계와, 라만 신호 검출부가 상기 샘플로부터 산란된 빛이 필터를 통과한 라만신호를 검출하는 단계 및 위상변화 측정부가 상기 필터에 의해 반사된 빛의 위상 변화를 측정하는 단계를 포함한다.A method of simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention includes the steps of: irradiating a sample with laser light to a sample; detecting a Raman signal, which is scattered from the sample, And measuring the phase change of the light reflected by the filter by the phase change measurement unit.
본 발명의 실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 방법은, 빔 스플리터가 상기 광원부에서 출력되는 입사광을 분리하여 일부를 상기 샘플로 입사시키는 동시에 상기 위상변화 측정부로 조사되는 참조광을 발생시키는 단계를 더 포함한다.A method of simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention is a method in which a beam splitter separates incident light output from the light source unit and causes a part of the incident light to be incident on the sample, .
여기서, 상기 빛의 위상 변화를 측정하는 단계는, 상기 참조광과 상기 필터에 의해 레일레이 산란된 빛의 위상차를 비교하여 상기 샘플의 굴절률 변화로 인한 위상 변화를 측정하는 단계 및 상기 측정된 위상 변화를 이용하여 상기 샘플의 단차를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of measuring the phase change of the light includes the steps of comparing the phase difference between the reference light and the Rayleigh scattered light by the filter to measure the phase change due to the refractive index change of the sample, And measuring the step of the sample using the sample.
분석부가 상기 라만 신호와 동시에 측정된 상기 위상 변화의 상관관계를 분석하는 단계를 더 포함하고, 상기 분석 단계는, 복수의 샘플에 대해 상기 샘플에 대한 주요 인자를 측정하는 단계와, 상기 복수의 샘플 각각에서 얻은 라만신호 및 위상변화정보로부터 복수의 특성 파라미터를 추출하는 단계와, 각 샘플에 대해 상기 복수의 특성 파라미터를 다중 분석 알고리즘에 입력하여 얻어지는 인자 계산치가 상기 측정된 주요 인자의 측정치에 가까워지도록 다중 분석 알고리즘을 학습시키는 단계 및 상기 학습된 다중 분석 알고리즘에 측정 대상체에 대한 라만신호 및 위상변화정보로부터 추출된 복수의 특성 파라미터를 넣어 상기 측정 대상체에 대한 주요 인자 값을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Analyzing the correlation of the phase changes measured simultaneously with the Raman signal, the analyzing step comprising the steps of: measuring a principal factor for the sample for a plurality of samples; Extracting a plurality of characteristic parameters from the Raman signal and the phase change information obtained from each of the plurality of characteristic parameters and inputting the plurality of characteristic parameters to the multiple analysis algorithm for each sample so as to approximate the measured value of the measured principal parameter; A step of learning a multiple analysis algorithm and a step of predicting main factor values for the measurement object by inserting a plurality of characteristic parameters extracted from the Raman signal and phase change information for the measurement object into the learned multi- .
여기서, 상기 라만 신호 및 표면 정보로부터 추출되는 특성 파라미터는, 2D픽, G픽, D픽에 대한 세기나 세기의 비, 위치나 위치비, 소정 위치에서의 폭의 크기, 위상 변화, 레이저 파장 및 세기 중 적어도 2개 이상인 것을 특징으로 한다.Here, the characteristic parameters extracted from the Raman signal and the surface information include the ratio of the intensity or intensity to the 2D pick, the G pick, and the D pick, the position or the position ratio, the size of the width at a predetermined position, At least two of the centroids.
여기서, 상기 다중 분석 알고리즘은 인공 신경망 알고리즘인 것을 특징으로 한다.Here, the multi-analysis algorithm is an artificial neural network algorithm.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 라만신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템에 의하면, 라만신호를 통과시키는 필터에 의해 반사되는 빛을 간섭계로 보내어 위상변화를 측정함으로써, 물질의 표면 정보와 라만 이미지를 동시에 획득할 수 있다. According to the system for simultaneously measuring the Raman signal and the phase change according to the present invention, the light reflected by the filter passing the Raman signal is sent to the interferometer to measure the phase change, Can be acquired at the same time.
또한, 본 발명에 따른 라만신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템에 의하면, 한 번의 측정을 통해 라만신호와 위상변화를 측정할 수 있기 때문에, 두 측정에 걸리는 시간을 단축시키며, 비접촉식이자 비파괴 방식으로 측정할 수 있는 이점이 있다.Further, according to the system for simultaneously measuring the Raman signal and the phase change according to the present invention, since the Raman signal and the phase change can be measured through one measurement, the time required for the two measurements can be shortened and the non-contact type non- There is an advantage to be able to measure.
아울러, 본 발명에 따른 라만신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템에 의하면, 동시에 측정된 라만신호와 위상변화 간의 상관관계를 이용하여 측정 대상체에 대한 주요 인자를 예측할 수 있다.In addition, according to the system for simultaneously measuring the Raman signal and the phase change according to the present invention, it is possible to predict a main factor for the measurement target object by using the correlation between the simultaneously measured Raman signal and the phase change.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 인공 신경망 알고리즘 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라만신호와 위상변화를 동시에 측정하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동시에 획득한 라만신호 및 위상변화의 상관관계를 분석하는 과정을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram of a system for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a system for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of an artificial neural network algorithm according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process of simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a process of analyzing a correlation between a Raman signal and a phase change obtained at the same time according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention may have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템의 구성 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템의 모식도이다.FIG. 1 is a block diagram of a system for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a system for simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention. to be.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템(100)은 광원부(110), 필터부(130), 라만 신호 검출부(140), 위상변화 측정부(150) 및 분석부(160)를 포함하여 구성된다. 또한, 추가적으로 대역 통과 필터(Band pass filter, 113), 빔 스플리터(Beam spliter, 115) 및 장파장 통과 필터(Long pass filter, 130)를 더 포함하여 구성될 수 있다.1 and 2, a
광원부(110)는 레이저 빔을 샘플(170)에 조사하기 위해 레이저(111)를 포함하여 구성된다. 광원부(110) 전면에 대역 통과 필터(113)를 더 구비할 수 있고, 대역 통과 필터(113)는 레이저(111)에서 출력되는 입사광을 기설정된 파장 대역만 투과시킬 수 있다.The
광원부(110)로부터 출력된 입사광은 빔 스플리터(115)에 의해 분리되어 일부는 샘플(170)로 입사시키고, 동시에 다른 일부는 위상변화 측정부(150)로 입사시켜 참조광을 발생되게 한다.The incident light output from the
필터부(130)는 샘플(170)로부터 산란된 빛 중 라만 신호만 통과시켜 라만 신호 검출부(140)로 입사시키고, 레일레이 산란된 빛은 반사시키는 역할을 하며, 장파장 통과 필터(130)로 구성될 수 있다. 또한, 필터부(130)는 복수의 파장영역에 해당하는 빛을 통과시킬 수 있다. 하나의 파장영역을 통과시킬 뿐만 아니라, 이미지화하고자 하는 파장영역이 복수인 경우, 복수의 파장영역에 해당하는 빛을 통과시킬 수 있다. 샘플이 복수의 재료로 구성되는 경우, 각 재료에 해당하는 라만 피크가 상이한 바, 각 라만 피크의 파장에 해당하는 파장영역을 각각 통과시킴으로써 한 번의 조사로 재료 각각에 대한 이미지를 생성할 수 있다.The
라만 신호 검출부(140)는 입사된 라만 신호를 이용하여 이미지를 생성하고, 분광기 및 CCD(Charge coupled device)를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 필터부(130)를 통해 라만 피크의 파장에 해당하는 빛이 추출되면, 이를 이용하여 이미지를 생성함으로써, 샘플(170)에 대한 라만 이미지를 생성할 수 있다.The
일반적으로 라만 신호는 입사된 빛과 같은 파장을 갖는 레일레이 산란된 빛보다 1/1000000 정도 작기 때문에, 이를 제거하기 위한 필터를 사용하게 된다. Generally, the Raman signal is 1/1000000 smaller than the Rayleigh scattered light having the same wavelength as the incident light, so a filter for removing the Raman signal is used.
이러한 이유로 채용된 필터부(130)는 레일레이 산란된 빛을 반사시켜 신호로 사용하지 않고 라만 신호만을 통과시켜 신호로 측정한다. 이때, 본 발명은 필터부(130)에 의해 반사되어 사용되지 않는 레일레이 산란된 빛을 위상변화 측정부(150)로 보내는 바, 위상변화 측정부(150)로 입사된 레일레이 산란된 빛을 통해 샘플(170)의 위상변화를 측정함으로써, 표면 단차 또는 두께를 추가로 측정할 수 있게 된다.For this reason, the adopted
구체적으로, 위상변화 측정부(150)는 빔 스플리터(115)에 의해 발생된 참조광과 필터부(130)에 의해 레일레이 산란된 빛의 위상차를 비교하여 상기 샘플의 굴절률 변화로 인한 위상 변화를 측정하고, 상기 측정된 위상 변화를 이용하여 상기 샘플의 단차를 측정한다.Specifically, the phase
위상변화 측정부(150)는 위상 천이 간섭계(Interferometry)로 구성될 수 있다.The phase
분석부(160)는 라만 신호와 동시에 측정된 상기 위상 변화의 상관관계를 분석한다. The
구체적으로, 분석부(160)는 샘플(170)에 대해 라만신호 및 위상변화정보를 얻는다. 그리고, 복수의 샘플에 대해 상기 샘플에 대한 주요 인자를 측정하며, 복수의 샘플 각각에서 얻은 라만신호 및 위상변화정보로부터 복수의 특성 파라미터를 추출한다.Specifically, the
여기서, 상기 라만 신호 및 위상변화정보로부터 추출되는 특성 파라미터는, 2D픽, G픽, D픽에 대한 세기나 세기의 비, 위치나 위치비, 소정 위치에서의 폭의 크기, 물질의 위상변화, 레이저 파장 및 세기 중 적어도 2개 이상일 수 있다. Here, the characteristic parameters extracted from the Raman signal and the phase change information include a ratio of intensity or intensity to a 2D pick, a G pick, and a D pick, a position or a position ratio, a magnitude of a width at a predetermined position, And may be at least two or more of the laser wavelength and intensity.
2D 픽과 G 픽은 카본으로 이루어질 물질 예컨대, 그래핀이나 그래파이트에서는 기본적으로 나타나는 픽이다.The 2D pick and the G pick are basically the peaks that appear in materials made of carbon, such as graphene or graphite.
D 픽은 디펙(defect)이 존재할 때 나타나는 것으로, 그래핀의 경우에도, 그래핀 형성 방식에 따라 디펙이 존재하는 경우에는 D 픽이 나타날 수 있다. 예를 들어, 전사 그래핀은 질이 좋아 디펙이 거의 없으므로, D 픽이 나타나지 않을 수 있으며, 증착에 의해 형성된 그래핀은 상대적으로 디펙이 존재할 가능성이 높아, D 픽이 나타날 수 있다.The D pick appears when a defect exists. Even in the case of graphene, a D pick may appear when there is a defocus according to the graphen formation method. For example, D grains may not appear due to the good quality of graphene grains, and graphene grains formed by deposition are likely to have relatively defective grains, and D grains may appear.
분석부(160)는 각 샘플에 대해 복수의 특성 파라미터를 다중 분석 알고리즘에 입력하여 얻어지는 인자 계산치가 상기 측정된 주요 인자의 측정치에 가까워지도록 다중 분석 알고리즘을 학습시킨다.The
여기서, 샘플이 그래핀인 경우, 상기 주요 인자는 그래핀의 표면 단차 및 두께 중 적어도 하나와 그래핀의 도핑 레벨, 모빌리티, 스트레인 정도, 도메인 사이즈 및 디펙간 거리 중 적어도 하나와의 상관관계를 나타내는 인자일 수 있다.Here, when the sample is graphene, the main factor indicates a correlation between at least one of the surface step and thickness of graphene and at least one of doping level, mobility, strain degree, domain size, and decoupling distance of graphene It can be an argument.
분석부(160)는 이와 같이 학습된 다중 분석 알고리즘에 측정 대상체에 대한 라만신호 및 위상변화정보로부터 추출된 복수의 특성 파라미터를 넣어 상기 측정 대상체에 대한 주요 인자 값을 예측할 수 있다. The
여기서, 다중 분석 알고리즘은 도 3에 도시된 바와 같은 인공 신경망 알고리즘을 이용할 수 있다.Here, the multi-analysis algorithm can use an artificial neural network algorithm as shown in FIG.
도 3을 참조하면, 입력 레이어(Input layer)에 여러 개의 입력(m1+p1, m2+p2,..., mn+pn)을 받아 복수의 히든 레이어(Hidden layer1, Hidden layer2)에서 학습 과정을 거쳐 출력 레이어(Output layer)에서 나오는 출력들 예컨대, 단차 또는 두께와 도핑 레벨(Doping level), 모빌리티(mobility), 스트레인(strain), 디펙간 거리(Defect distance), 도메인 크기(Domain(crystal) size) 중 적어도 하나의 원하는 출력에 가까운 관계식을 얻을 수 있다. 한번 학습을 통해 결과를 얻으면, 다음부터는 입력만을 주면 출력을 매우 신뢰성 있게 예측할 수 있다. 도 3에서는 출력을 한꺼번에 여러 개를 얻을 수 있는 경우를 보여주는데, 여러 개의 입력에 대해 출력을 한 번에 한 종류씩 출력하도록 구성할 수도 있다.Referring to FIG. 3, a plurality of inputs (m1 + p1, m2 + p2, ..., mn + pn) are received in an input layer and a learning process is performed in a plurality of hidden layers Doping level, mobility, strain, Defect distance, Domain size (domain size), and the like are used to describe the output from the output layer, ) Can be obtained. Once you get the results through learning, you can predict the output very reliably by typing only the next time. FIG. 3 shows a case where a plurality of outputs can be obtained at a time, and the output may be configured to output one type at a time for several inputs.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라만신호와 위상변화를 동시에 측정하는 과정을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a process of simultaneously measuring a Raman signal and a phase change according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 먼저, 광원부가 레이저 광을 샘플에 조사한다.(S410) 여기서, 빔 스플리터가 광원부에서 출력되는 입사광을 분리하여 일부를 상기 샘플로 입사시키는 동시에 다른 일부를 위상변화 측정부로 조사되는 참조광을 발생시키도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 빛의 위상 변화를 측정하기 위해서, 참조광과 상기 필터에 의해 레일레이 산란된 빛의 위상차를 비교하여 샘플의 굴절률 변화로 인한 위상 변화를 측정하고, 측정된 위상 변화를 이용하여 샘플의 단차를 측정할 수 있다.4, the beam splitter irradiates a sample with a laser beam (S410). Here, the beam splitter separates the incident light output from the light source unit and causes a part of the incident light to be incident on the sample, So that the reference light is generated. In order to measure the phase change of the light, the phase difference between the reference light and the Rayleigh scattered light by the filter is compared to measure the phase change due to the change of the refractive index of the sample. Can be measured.
다음으로, 라만 신호 검출부가 샘플로부터 산란된 빛이 필터를 통과한 라만신호를 검출한다.(S420) 구체적으로, 샘플로부터 산란된 빛은 필터에 의해 라만 신호만 통과되어 라만 신호 검출부로 입사되고, 레일레이 산란된 빛은 필터에 의해 반사된다. 라만 신호 검출부가 입사된 라만 신호를 이용하여 이미지를 생성하는데, 분광기 및 CCD(Charge coupled device)를 이용하여 이미지를 생성함으로써, 샘플에 대한 라만 이미지를 생성할 수 있다.Next, the Raman signal detecting unit detects the Raman signal having passed through the filter by the light scattered from the sample (S420). Specifically, the light scattered from the sample passes through only the Raman signal by the filter and is incident on the Raman signal detecting unit, Rayleigh scattered light is reflected by the filter. The Raman signal detector generates an image using the incident Raman signal. By generating an image using a spectroscope and a CCD (charge coupled device), a Raman image for the sample can be generated.
다음으로, 위상변화 측정부가 상기 필터에 의해 반사된 빛의 위상 변화를 측정한다.(S430) 구체적으로, 위상변화 측정부는 빔 스플리터에 의해 발생된 참조광과, 필터부에 의해 레일레이 산란된 빛의 위상차를 비교하여, 샘플의 굴절률 변화로 인한 위상 변화를 측정하고, 측정된 위상 변화를 이용하여 샘플의 단차 또는 두께를 측정한다. 여기서, 위상변화 측정부는 위상 천이 간섭계(Interferometry)로 구성될 수 있다.The phase change measuring unit measures the phase change of the light reflected by the filter (S430). Specifically, the phase change measuring unit measures the phase difference between the reference light generated by the beam splitter and the Rayleigh scattered light The phase difference is compared, the phase change due to the refractive index change of the sample is measured, and the step difference or the thickness of the sample is measured using the measured phase change. Here, the phase change measuring unit may be configured as a phase shift interferometer.
더불어, 분석부가 상기 라만 신호와 동시에 측정된 상기 위상 변화의 상관관계를 분석한다.(S440) 이에 대해 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.In addition, the analysis unit analyzes the correlation of the phase change measured simultaneously with the Raman signal (S440). This will be described in detail with reference to FIG.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동시에 획득한 라만신호 및 위상변화의 상관관계를 분석하는 과정을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a process of analyzing a correlation between a Raman signal and a phase change obtained at the same time according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 먼저, 복수의 샘플에 대해 상기 샘플에 대한 주요 인자를 측정한다.(S441)Referring to FIG. 5, first, a main factor for the sample is measured for a plurality of samples (S441)
다음으로, 복수의 샘플 각각에서 얻은 라만신호 및 위상변화정보로부터 복수의 특성 파라미터를 추출한다.(S443) 여기서, 라만 신호 및 위상변화정보로부터 추출되는 특성 파라미터는, 2D픽, G픽, D픽에 대한 세기나 세기의 비, 위치나 위치비, 소정 위치에서의 폭의 크기, 위상 변화, 레이저 파장 및 세기 중 적어도 2개 이상일 수 있다.Next, a plurality of characteristic parameters are extracted from the Raman signal and the phase change information obtained from each of the plurality of samples. (S443) Here, the characteristic parameters extracted from the Raman signal and the phase change information are the 2D, G, A position or a position ratio, a magnitude of a width at a predetermined position, a phase change, a laser wavelength, and an intensity.
다음으로, 각 샘플에 대해 상기 복수의 특성 파라미터를 다중 분석 알고리즘에 입력하여 얻어지는 인자 계산치가 상기 측정된 주요 인자의 측정치에 가까워지도록 다중 분석 알고리즘을 학습시킨다.(S445)Next, the multiple analysis algorithm is learned so that the factor calculation value obtained by inputting the plurality of characteristic parameters to the multiple analysis algorithm for each sample is close to the measured value of the measured principal factor (S445).
상기와 같이 인공 신경망 알고리즘 등의 다중 분석 알고리즘을 통해 학습시키면, 복수의 특성 파라미터가 입력될 때, 학습 과정을 거쳐 나오는 출력이 원하는 출력에 가까운 관계식을 얻을 수 있다. 따라서, 한번 학습을 통해 결과를 얻으면, 다음부터는 입력만을 주면 출력을 신뢰성 높게 예측이 가능하게 된다. 이와 같이 학습을 통해 다중 분석 알고리즘 예컨대, 인공 신경망 알고리즘을 최적화하면, 임의의 측정 대상체에 대한 라만 신호 및 위상변화로부터 상기한 바와 같은 복수의 특성 파라미터를 추출하고, 이 추출된 복수의 특성 파라미터를 상기 학습된 다중 분석 알고리즘에 넣었을 때, 상기 측정 대상체에 대한 주요 인자의 예측치가 얻어질 수 있다. 이때, 인자의 예측치는 실제 측정치에 해당하거나 그에 근접될 수 있다. 즉, 학습된 다중 분석 알고리즘 예컨대, 인공 신경망 알고리즘을 통해, 한번에 하나씩 또는 필요한 모든 인자를 한번에 신뢰성 높게 추측할 수 있다. 여기서 측정 대상체는 복수의 샘플과 마찬가지의 물질로 된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 측정 대상체는 그래핀이나 그래핀을 포함하는 소자일 수 있다. 이때, 상기 측정 대상체에 대한 라만 신호 및 위상변화로부터 추출되는 특성 파라미터는 전술한 복수의 샘플에 대한 라만신호 및 위상변화로부터 추출되는 특성 파라미터 종류와 같을 수 있다.As described above, when learning is performed through a multiple analysis algorithm such as an artificial neural network algorithm, when a plurality of characteristic parameters are input, a relational expression close to a desired output can be obtained. Therefore, once the result is obtained through learning, the output can be predicted with high reliability by providing only the input from the next time. By optimizing the multiple analysis algorithm, for example, the artificial neural network algorithm through the learning, a plurality of characteristic parameters as described above are extracted from the Raman signal and the phase change of an arbitrary measurement target object, When put into the learned multiple analysis algorithm, predictions of major factors for the measurement object can be obtained. At this time, the predicted value of the factor may correspond to or close to the actual measurement value. That is, through the learned multi-analysis algorithm, for example, the artificial neural network algorithm, one at a time or all the necessary factors can be reliably estimated at once. Here, the measurement object may be made of the same material as a plurality of samples. For example, the measurement object may be an element including graphene or graphene. At this time, the characteristic parameter extracted from the Raman signal and the phase change with respect to the measurement object may be the same as the characteristic parameter type extracted from the Raman signal and the phase change of the plurality of samples.
즉, 학습된 다중 분석 알고리즘 예컨대, 인공 신경망 알고리즘을 정하는데 적용된 복수의 샘플에 대한 라만 신호로부터 추출된 복수의 특정 파라미터와 동일 종류의 복수의 특정 파라미터를 상기 측정 대상체에 대한 라만 신호로부터 추출하여, 상기 학습된 다중 분석 알고리즘 예컨대, 인공 신경망 알고리즘에 입력할 수 있다.That is, a plurality of specific parameters of the same kind as the plurality of specific parameters extracted from the Raman signal for the plurality of samples applied to determine the learned multi-analysis algorithm, for example, the artificial neural network algorithm, are extracted from the Raman signal for the measurement object, May be input to the learned multi-analysis algorithm, for example, an artificial neural network algorithm.
이에 따라, 상기 측정 대상체가 그래핀일 경우, 상기 학습된 다중 분석 알고리즘 예컨대, 인공 신경망 알고리즘을 통해, 물질의 단차 및 두께와 도핑 레벨, 모빌리티, 스트레인 정도, 도메인 사이즈, 디펙간 거리 중 적어도 하나 이상의 인자들의 예측치가 출력될 수 있다.Accordingly, when the object to be measured is graphene, at least one of the step and thickness of the material and the doping level, mobility, strain degree, domain size, and decoupling distance of the material through the learned multi-analysis algorithm such as an artificial neural network algorithm Can be output.
다음으로, 학습된 다중 분석 알고리즘에 측정 대상체에 대한 라만신호 및 위상변화정보로부터 추출된 복수의 특성 파라미터를 넣어 상기 측정 대상체에 대한 주요 인자 값을 예측한다.(S447)Next, a plurality of characteristic parameters extracted from the Raman signal and phase change information for the measurement object are input to the learned multi-analysis algorithm to predict a main factor value for the measurement object (S447)
샘플이 그래핀인 경우, 상기 주요 인자는 그래핀의 표면 단차, 두께 및 그래핀의 도핑 레벨, 모빌리티, 스트레인 정도, 도메인 사이즈 및 디펙간 거리 중 적어도 하나를 나타내는 인자일 수 있다.If the sample is graphene, the major factor may be a factor indicating at least one of the surface step of graphene, the thickness and the doping level of graphene, mobility, degree of strain, domain size, and distance between defects.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 라만신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템에 의하면, 라만신호를 통과시키는 필터에 의해 반사되는 빛을 간섭계로 보내어 위상변화를 측정함으로써, 물질의 표면 정보와 라만 이미지를 동시에 획득할 수 있다. According to the system for simultaneously measuring the Raman signal and the phase change according to the present invention, the light reflected by the filter passing the Raman signal is sent to the interferometer to measure the phase change, Can be acquired at the same time.
또한, 한 번의 측정을 통해 라만신호와 위상변화를 측정할 수 있기 때문에, 두 측정에 걸리는 시간을 단축시키며, 비접촉식이자 비파괴 방식으로 측정할 수 있는 이점이 있다.In addition, the ability to measure Raman signals and phase changes through a single measurement shortens the time required for both measurements, and has the advantage of being able to measure non-contact and non-destructive methods.
아울러, 동시에 측정된 라만신호와 위상변화 간의 상관관계를 체계적으로 연구할 수 있으며, 이를 이용하여 측정 대상체에 대한 주요 인자를 예측할 수 있다. In addition, it is possible to systematically study the correlation between measured Raman signals and phase changes, and the main factors for the measured object can be predicted.
더불어 본 발명에 따르면, 라만 신호 및 위상변화 측정만으로 예컨대, 그래핀의 단차 및 두께와, 도핑 레벨, 모빌리티, 스트레인 정도, 도메인 사이즈, 디펙간 거리 등을 알아 낼 수 있으므로, 양산시 비용을 크게 절약할 수 있으며, 시간을 상당히 단축할 수 있으며, 또한 비파괴 검사이므로 유용성이 매우 높다.In addition, according to the present invention, it is possible to determine the step and thickness of the graphene, the doping level, the mobility, the degree of strain, the domain size, the distance between defects, etc. by only measuring the Raman signal and the phase change, Can significantly shorten the time, and is also very useful because it is non-destructive inspection.
이상에서는 샘플 및 측정 대상체가 그래핀이나 그래핀을 포함하는 소자인 경우를 예를 들어 설명하였는데, 분석되는 재료가 그래핀으로 한정되는 것은 아니다. 다른 종류의 2차원 물질이나, 라만 신호 및 위상변화 측정이 가능한 다른 종류의 물질에도 마찬가지로 실시예에 따른 라만 신호 및 위상변화 동시 측정 방법을 적용하여, 비파괴 방식으로 필요한 인자 값을 얻을 수 있다.In the above description, the case where the sample and the measurement object are devices including graphene or graphene has been described. However, the material to be analyzed is not limited to graphene. It is possible to obtain necessary factor values in a non-destructive manner by applying the Raman signal and the phase change simultaneous measurement method according to the embodiment to other kinds of two-dimensional materials, or Raman signals and other kinds of materials capable of measuring phase changes.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.The embodiments of the present invention described in the present specification and the configurations shown in the drawings relate to the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to encompass all of the technical ideas of the present invention so that various equivalents It should be understood that there may be water and variations. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. , Such changes shall be within the scope of the claims set forth in the claims.
100: 라만신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템
110: 광원부 130: 필터부
140: 라만신호 검출부 150: 위상변화 측정부
160: 분석부100: System that simultaneously measures Raman signal and phase change
110: light source part 130: filter part
140: Raman signal detecting unit 150: Phase change measuring unit
160: Analysis section
Claims (20)
상기 샘플로부터 산란된 빛 중 라만 신호만 통과시키는 필터부;
상기 필터부에 의해 통과된 라만 신호를 검출하는 라만 신호 검출부;
상기 필터부에 의해 반사된 빛의 위상 변화를 측정하는 위상변화 측정부; 및
상기 라만 신호와 동시에 측정된 상기 위상 변화의 상관관계를 분석하는 분석부를 포함하여 구성되고,
상기 분석부는,
샘플에 대해 라만신호 및 위상변화정보를 얻고, 복수의 샘플에 대해 상기 샘플에 대한 주요 인자를 측정하며,
상기 복수의 샘플 각각에서 얻은 라만신호 및 위상변화정보로부터 복수의 특성 파라미터를 추출하며,
각 샘플에 대해 상기 복수의 특성 파라미터를 다중 분석 알고리즘에 입력하여 얻어지는 인자 계산치가 상기 측정된 주요 인자의 측정치에 가까워지도록 다중 분석 알고리즘을 학습시키고,
상기 학습된 다중 분석 알고리즘에 측정 대상체에 대한 라만신호 및 위상변화정보로부터 추출된 복수의 특성 파라미터를 넣어 상기 측정 대상체에 대한 주요 인자 값을 예측하는 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템.A light source section for irradiating a laser beam onto a sample;
A filter unit for passing only the Raman signal from the scattered light from the sample;
A Raman signal detector for detecting a Raman signal passed by the filter unit;
A phase change measuring unit for measuring a phase change of the light reflected by the filter unit; And
And an analyzer for analyzing a correlation between the phase change measured simultaneously with the Raman signal,
The analyzing unit,
Obtaining Raman signal and phase change information for the sample, measuring the main factor for the sample for the plurality of samples,
Extracting a plurality of characteristic parameters from the Raman signal and phase change information obtained in each of the plurality of samples,
Learning the multiple analysis algorithm such that the factor calculation obtained by inputting the plurality of characteristic parameters to the multiple analysis algorithm for each sample is close to a measure of the measured principal factor,
Wherein a plurality of characteristic parameters extracted from the Raman signal and phase change information for the measurement object are input to the learned multi-analysis algorithm to predict a main factor value for the measurement object. System.
빔 스플리터(beam spliter)를 더 포함하고, 상기 빔 스플리터는 상기 광원부에서 출력되는 입사광을 분리하여 일부를 상기 샘플로 입사시키는 동시에 상기 위상변화 측정부로 조사되는 참조광을 발생시키는 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the beam splitter separates the incident light output from the light source part and causes a part of the incident light to be incident on the sample and generates the reference light to be irradiated to the phase change measuring part, And phase change at the same time.
상기 위상변화 측정부는,
상기 참조광과 상기 필터부에 의해 레일레이 산란된 빛의 위상차를 비교하여 상기 샘플의 굴절률 변화로 인한 위상 변화를 측정하고, 상기 측정된 위상 변화를 이용하여 상기 샘플의 단차를 측정하는 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템.3. The method of claim 2,
The phase-
The phase difference between the reference light and the Rayleigh scattered light is measured by the filter unit to measure a phase change due to a change in refractive index of the sample and a step difference of the sample is measured using the measured phase change, , A system that simultaneously measures Raman signals and phase changes.
상기 위상변화 측정부는,
위상 천이 간섭계(Interferometry)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템. The method according to claim 1,
The phase-
And a phase shift interferometer (Interferometry).
상기 광원부 전면에 대역 통과 필터(Band pass filter)를 더 포함하고, 상기 대역 통과 필터는 상기 레이저에서 출력되는 입사광을 기설정된 파장 대역만 투과시키는 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템.The method according to claim 1,
The apparatus of claim 1, further comprising a band pass filter on the front surface of the light source unit, wherein the band pass filter transmits incident light output from the laser only in a predetermined wavelength band. system.
상기 필터는, 장파장 통과 필터(Long pass filter)로 구성되고, 상기 장파장 통과 필터는 라만 신호를 상기 라만 신호 검출부로 조사시키고, 상기 장파장 통과 필터에 의해 레일레이 산란된 빛을 상기 위상변화 측정부로 조사시키는 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the filter is configured by a long pass filter, the long wavelength pass filter irradiating the Raman signal with the Raman signal detection unit, irradiating the Rayleigh scattered light by the long wavelength pass filter to the phase change measurement unit Wherein the Raman signal and the phase change are simultaneously measured.
상기 라만 신호 검출부는,
분광기 및 CCD를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 라만 신호 와 표면 정보를 동시에 측정하는 시스템.The method according to claim 1,
The Raman signal detecting unit includes:
A spectroscope, and a CCD. The system for simultaneously measuring the Raman signal and the surface information.
상기 라만 신호 및 위상변화정보로부터 추출되는 특성 파라미터는, 2D픽, G픽, D픽에 대한 세기나 세기의 비, 위치나 위치비, 소정 위치에서의 폭의 크기, 물질의 위상변화, 레이저 파장 및 세기 중 적어도 2개 이상인 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템.The method according to claim 1,
The characteristic parameter extracted from the Raman signal and the phase change information is a ratio of the intensity or intensity to the 2D pick, the G pick, and the D pick, the position or the position ratio, the magnitude of the width at a predetermined position, And the intensity is at least two or more.
상기 다중 분석 알고리즘은 인공 신경망 알고리즘인 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the multi-analysis algorithm is an artificial neural network algorithm.
상기 샘플이 그래핀인 경우, 상기 주요 인자는 상기 그래핀의 표면 단차 및 두께 중 적어도 하나와 상기 그래핀의 도핑 레벨, 모빌리티, 스트레인 정도, 도메인 사이즈 및 디펙간 거리 중 적어도 하나와의 상관관계를 나타내는 인자인 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 시스템.The method according to claim 1,
If the sample is graphene, the major factor is a correlation between at least one of the surface step and thickness of the graphene and at least one of the doping level, mobility, strain degree, domain size, and decoupling distance of the graphene Wherein the Raman signal and the phase change are measured simultaneously.
광원부가 레이저 광을 샘플에 조사하는 단계;
라만 신호 검출부가 상기 샘플로부터 산란된 빛이 필터를 통과한 라만신호를 검출하는 단계;
위상변화 측정부가 상기 필터에 의해 반사된 빛의 위상 변화를 측정하는 단계; 및
분석부가 상기 라만 신호와 동시에 측정된 상기 위상 변화의 상관관계를 분석하는 단계를 포함하고,
상기 분석하는 단계는,
복수의 샘플에 대해 상기 샘플에 대한 주요 인자를 측정하는 단계;
상기 복수의 샘플 각각에서 얻은 라만신호 및 위상변화정보로부터 복수의 특성 파라미터를 추출하는 단계;
각 샘플에 대해 상기 복수의 특성 파라미터를 다중 분석 알고리즘에 입력하여 얻어지는 인자 계산치가 상기 측정된 주요 인자의 측정치에 가까워지도록 다중 분석 알고리즘을 학습시키는 단계; 및
상기 학습된 다중 분석 알고리즘에 측정 대상체에 대한 라만신호 및 위상변화정보로부터 추출된 복수의 특성 파라미터를 넣어 상기 측정 대상체에 대한 주요 인자 값을 예측하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 라만신호와 표면정보를 동시에 측정하는 방법.A method for simultaneously measuring Raman signals and surface information,
Irradiating the sample with laser light;
The Raman signal detecting unit detecting a Raman signal having passed through the filter, the light scattered from the sample;
Measuring a phase change of the light reflected by the filter by the phase change measuring unit; And
Analyzing the correlation of the phase change measured simultaneously with the Raman signal,
Wherein the analyzing comprises:
Measuring a major factor for the sample for a plurality of samples;
Extracting a plurality of characteristic parameters from the Raman signal and phase change information obtained in each of the plurality of samples;
Learning a multiple analysis algorithm such that a factor calculation obtained by inputting the plurality of characteristic parameters to a multiple analysis algorithm for each sample is close to a measure of the measured principal factor; And
And a step of predicting a main parameter value for the measurement object by inserting a plurality of characteristic parameters extracted from the Raman signal and phase change information for the measurement object into the learned multi-analysis algorithm. A method for simultaneously measuring surface information.
빔 스플리터가 상기 광원부에서 출력되는 입사광을 분리하여 일부를 상기 샘플로 입사시키는 동시에 상기 위상변화 측정부로 조사되는 참조광을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 라만신호와 표면정보를 동시에 측정하는 방법.14. The method of claim 13,
Further comprising the step of separating the incident light output from the light source part of the beam splitter to cause a part of the incident light to be incident on the sample and generating the reference light to be irradiated to the phase change measuring part, Way.
상기 참조광과 상기 필터에 의해 레일레이 산란된 빛의 위상차를 비교하여 상기 샘플의 굴절률 변화로 인한 위상 변화를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 위상 변화를 이용하여 상기 샘플의 단차를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 라만신호와 표면정보를 동시에 측정하는 방법.15. The method of claim 14, wherein measuring the phase change of the light comprises:
Comparing the phase difference between the reference light and the Rayleigh scattered light by the filter to measure a phase change due to a change in the refractive index of the sample; And
And measuring the step of the sample using the measured phase change. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
상기 라만 신호 및 표면 정보로부터 추출되는 특성 파라미터는, 2D픽, G픽, D픽에 대한 세기나 세기의 비, 위치나 위치비, 소정 위치에서의 폭의 크기, 위상 변화, 레이저 파장 및 세기 중 적어도 2개 이상인 것을 특징으로 하는, 라만신호와 표면정보를 동시에 측정하는 방법.14. The method of claim 13,
The characteristic parameters extracted from the Raman signal and the surface information include the ratio of the intensity or intensity to the 2D pick, the G pick, and the D pick, the position or the position ratio, the size of the width at a predetermined position, the phase change, Wherein at least two Raman signals and surface information are measured simultaneously.
상기 다중 분석 알고리즘은 인공 신경망 알고리즘인 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the multiple analysis algorithm is an artificial neural network algorithm.
상기 샘플이 그래핀인 경우, 상기 주요 인자는 상기 그래핀의 표면 단차, 두께, 상기 그래핀의 도핑 레벨, 모빌리티, 스트레인 정도, 도메인 사이즈 및 디펙간 거리 중 적어도 하나를 나타내는 인자인 것을 특징으로 하는, 라만 신호와 위상변화를 동시에 측정하는 방법.14. The method of claim 13,
Wherein when the sample is graphene, the main factor is a factor indicating at least one of a surface step of the graphene, a thickness, a doping level of the graphene, mobility, a degree of strain, a domain size and a distance between dipoles , A method for simultaneously measuring Raman signals and phase changes.
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