傅立叶转换红外线光谱仪

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1、傅立葉轉換紅外線光譜儀FourierTransformInfraredSpectroscopy指導教授:吳坤憲學生:賴逸群劉彥伸鄭韋治簡述近年来FTIR較多在化學研究和化學分析領域。其中红外線波段的半導體材料和器件研究工作發展很快，與其他一些領域的應用相比，中红外波段的半導體材料和儀器研究中之FTIR方法有一些較特殊的要求，也更重視發射光譜的量測。紅外光譜簡述一般定義是指波長在可見光（0.78μm）和微波（25μm）間的電磁波。從微觀的角度來看，分子是隨時保持著振動或轉動，若吸收適當頻率的紅外光，會使躍升為激發態的分子，所以可以透過紅外光

2、譜來瞭解分子的結構，作為鑑定分子結構的工具。紅外光檢測對於樣品來說，是屬於一種非破壞性的分析，紅外吸收光譜法(InfraredAbsorptionSpectrometry，IR)是以一定波長的紅外光照射物質時，若該紅外光的頻率能滿足物質分子中某些基因振動能級的躍遷頻率條件，則該分子就吸收這一波長的紅外光輻射能量，而由能量較低的基態振動躍遷到較高的能級的激發態振動能級。檢測物質分子對不同波長紅外光吸收強度，就可以得到該物質的紅外吸收光譜圖。傅立葉變換簡介傅立葉變換儀器傅立葉變換頻譜圖測定干涉曲線麥克遜干涉儀傅立葉變換時域譜與頻域譜的對應關係

3、傅氏光譜儀主要元件光源光圈邁克遜干涉儀分光片氦氖雷射檢測器傅氏轉換紅外線光譜儀（FTIR）AVATAR360FT-IR軟體檢測器量子式的工作原理是電子能接收紅外光的能量，從價帶躍升至傳導帶。因此具有快速接收及靈敏度高的優點，但受限於波長範圍及需用液氮冷卻;故以熱輻射檢測器較普遍使用。利用紅外光譜儀的量測，一般可分為穿透和反射兩類，我們常藉由紅外光束穿過待測物質而獲得其穿透或吸收光譜，但是當碰到不透光的樣品（如金屬板）或在某些光區不透光的樣品（如玻璃）中，因紅外光不穿透，無法由穿透光譜瞭解其振動結構，因此我們進行反射光譜的量測，以獲得其結構

4、的振動光譜。麥克遜干涉儀工作原理是以干涉條紋經傅利葉轉換後得出易懂的圖譜。由一可動的面鏡由步進馬達控制。所使用的分光鏡可各穿透百分之五十及反射百分之五十的入射光。兩光束干涉麥克遜干涉儀原理傅立葉變換紅外光譜儀工作原理圖探測器放大濾波器A/DD/A干涉儀樣品干涉圖紅外光譜圖紅外光譜法對試樣的要求(1)紅外光譜的試樣可以是液體、固體或氣體，一般應要求試樣應該是單一組份的純物質，純度應>98%或符合商業規格，才便於與純物質的標準光譜進行對照。(2)試樣中不應含有游離水(3)試樣的濃度和測試厚度應選擇適當，以使光譜圖中的大多數吸收峰的透射比處於1

5、0%~80%範圍內。紅外光譜測定中的樣品處理技術1.氣體樣品2.液體和溶液樣品:(1)液體池法(2)液膜法3固體試品:(1)壓片法(2)石蠟糊法(3)薄膜法水平式結構MIS(Metal-Insulator-Semcomductor)太陽能電池所使用的基版是絕緣的GaAs晶圓片，並用MBE在其上成長CuInSe2或CuGaSe2化合物半導體薄膜，再利用液相沉積法成長一層二氧化矽(SiO2)，再利用濺鍍法濺鍍一層Mo金屬，以製造出液相沉積法-MIS太陽能電池液相沉積法傅立葉轉換紅外光譜儀橢圓儀掃描式電子顯微鏡(SEM)穿透式電子顯微鏡(TEM

6、)光學顯微鏡(OM)SiO2薄膜的鍍製由Nagayama等人提出液相沉積法，沉積溶液中化學如下所示:H2SiF6+2H2O6HF+SiOH3BO3+4HFBF-+H3O++2H2OFTIR量測在In-rich之CulnSe2上，用LPD法在不同濃度下成長SIO2T的鍵結曲線變化溶液濃度表較快的沉積速率所使用的溶液表較佳絕緣體層折射率所需使用的溶液表FTIR優於色散式系統光譜儀的特點掃描速度快。高分辨率。靈敏度高。結論現代紅外光譜議是以傅立葉變換為基礎的儀器。該類儀器不用棱鏡或者光柵分光，而是用干涉儀得到干涉圖，採用傅立葉變換將以時間為變數

7、的干涉圖變換為以頻率為變數的光譜圖。傅立葉紅外光譜儀的產生是一次革命性的飛躍。ENDHT-7光學多通道分析儀工作原理為什麼為傅立葉轉換光譜儀為非破壞性Ans:樣品在進行紅外光譜量測之後，並不會造成原本結構的破壞或改變。光圈和光源用來控制光過的量，避免檢測器負載過大，另外可限制光通過樣品的角度。依實驗所需之波長範圍來選用不同光源。氦氖雷射儀器中的低功率氦氖雷射，是作為傅氏轉換時的參考光束，用於干涉條紋之記錄，與紅外光所測得的干涉條紋做比較，以便電腦做傅利葉轉換用。氣體樣品可在玻璃氣槽內進行測定，它的兩端粘有紅外透光的NaCl或KBr窗片。先

8、將氣槽抽真空，再將試樣注入液體和溶液試樣（1）液體池法沸點較低，揮發性較大的試樣，可注入封閉液體池中，液層厚度一般為0.01~1mm。（2）液膜法沸點較高的試樣，直接滴在兩片鹽片之間，形成液膜