Оптические методы исследования вещества. Волошина Т.В - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

40
применительно к изучению состояния поверхностей и тонких пленок. Этот
метод основывается на явлении многократного отражения и свойствах
свободных носителей в области поверхностного заряда полупроводников .
Спектроскопия внутреннего отражения имеет целый ряд
преимуществ по сравнению с традиционными методами. Во-первых,
расширился круг объектов, доступных абсорбционной спектроскопии, т .е .
открылась возможность исследовать сильно поглощающие с точки зрения
ИК-спектроскопии образцы любой толщины. Во-вторых, оказалось
возможным резко повысить чувствительность при измерениях малого
поглощения в очень тонких пленках, что важно при изучении свойств
полупроводниковых слоев, адсорбированных молекул и т .д. В -третьих,
метод открыл возможность количественного определения спектрального
хода оптических постоянных – показателей преломления и коэффициентов
поглощения в спектральном диапазоне , не охватываемом ранее
применявшимися методами.
Важно отметить, что в спектроскопии внутреннего отражения
применим закон Ламберта-Бугера-Бэра:
эфф
cNd
o
eRR
α
−
=
,
где R и R
o
– интенсивность падающего и отраженного лучей; α –
коэффициент поглощения; c – концентрация поглощающих частиц; d
эфф
–
эффективная толщина; N – число отражений (для однократного отражения
N = 1).
Таким образом, спектр внутреннего отражения можно использовать
для количественного анализа , как и спектр пропускания.
Техника эксперимента НПВО
Спектры внутреннего отражения можно получить на серийных
спектрометрах, поместив в их кюветное отделение специальную
приставку . Важнейшая часть приставки – элемент НПВО – прозрачная в
нужной области оптическая деталь из материала с высоким показателем
преломления, с помощью которой создаются условия для получения
спектров НПВО. В зависимости от поставленных задач спектры НПВО
могут исследоваться в видимой, ультрафиолетовой, инфракрасной и
далекой инфракрасной областях.
Показатели преломления типичных объектов исследования лежат в
пределах 1,35-1,55, и для выполнения условий полного внутреннего
отражения показатель преломления материала элемента НПВО должен
быть существенно выше . Кроме того , материал должен отличаться
высокой частотой и не вступать в химическое взаимодействие с
исследуемым веществом, хорошо шлифоваться и полироваться.
Типичные оптические материалы для элементов НПВО: плавленый
кварц SiO
2
, сапфир Al
2
O
3
, хлористое серебро AgCl, кремний Si, германий
Ge, иртран-4 ZnSe.
Элементы НПВО однократного отражения выполняются в виде
призмы, полуцилиндра и редко в виде полусферы. Для получения

Страницы