MA–1光学分析方法.ppt

电子材料分析 一、光谱分析法 原子光谱分析： 原子发射(OES) 、 原子吸收(AAS)、原子荧光(AFS) 分子光谱分析： 紫外－可见光光谱法(UV-Vis)、 红外光谱法(IR) 二、 X射线分析法 X线荧光光谱法XRF 电子探针微分析EPMA 三、 表面分析方法 俄歇电子能谱AES X线光电子能谱XPS 二次离子质谱SIMS 参考书： 1. 《原子光谱》 邱德仁，复旦大学出版社，2002年 2. 《分光光度分析》罗庆尧，科学出版社，1992年 3. 《X射线光谱分析》谢忠信，科学出版社，1982年 4. 《表面分析》华中一，复旦大学出版社，1987年 5. 《无机质谱概论》赵墨田主编，化学工业出版社，2006年 6. Modern Methods for Trace Element Determination C.Vandecasteele and C.B.Block 一、学这门课的意义 课程性质：应用 了解原理、方法 → 应用这些方法解决实际问题。 应用实例： 1. 产品研发： 原材料 → 材料 → 工艺 → 元器件 → 系统 → 应用 2. 工业生产： 几亿-几十亿晶体管数/人→ IC 光刻 20次 → 每次合格率99.9999% → 最终合格率(99.9999%)20 3. 论文制作：引言 → 实验 → 测量与分析 → 结论 二、如何进行分析 E.B → I.B → L.B → X.B → IR → Vis → UV → 光学分析法 什么是光学分析法： 作用： 透射/ 吸收/发射/反射/折射/散射/衍射/干涉/偏振等 一、电磁辐射的性质 1、什么是电磁辐射？ 电磁辐射的范围：γ射线－无线电波 电磁辐射的性质 3.电磁辐射的性质 （1）粒子性：描述光的个体行为。 原子有不同的分立的能级， 发射或吸收一个光子： ΔE=hν，单位：J，eV ； 电磁辐射的强度 与光子数有关 1 mol 物质： E=hνNA 光学分析法的定量基础 电磁辐射 （2）波动性：主要描述光的集体行为， 如运动轨迹、传播方式 反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振 4. 描述电磁辐射的参数： 周期 T（s）； 频率υ： （s-1，Hz）； 波长λ（nm、cm……）；波数σ: （cm-1）； 速度 v（光速 c）； 折射率 二、光学分析法及其分类 1.光学分析法： 光谱法仪器组成 (二)单色器 :（仪器的光学系统） 作用：将复合光 分解为 单色光 组成:入射/出射狭缝，准直镜,色散器（棱镜或光栅） 1.棱镜—根据光的折射现象进行分光 2.光栅——根据光的干涉、衍射现象进行分光 光栅的色散原理 由光栅公式 d (sinα±sinθ)=Kλ 可见： （1）当 d 、α、K 相同时，波长λ不同，衍射角θ不同，因此混合光发生色散。 其色散线波长排布由入射线异侧向同侧方向增长。 （2）k=0时，光栅不起色散作用。 （3）K不同， λ不同，但 K λ相同， θ相同 谱线重叠， 需分离：用滤光片或棱镜预色散。 例：去除二级光谱对一级光谱重叠影响的滤光片 一级光谱 滤光片 185-380nm 空气吸收 360-660nm 无色光学玻璃 660-900nm 红色滤光片 光栅的闪耀特性 闪耀特性：将光栅刻痕刻成如下三角形的形状，光栅每个小工作面与光栅平面的夹角为θ，光栅工作面法线与光栅法线间的夹角也为θ ，当某一波长的衍射角等于入射角等于θ时，此波长强度极大，附近波长范围的强度也较大，这种使光衍射能量集中θ衍射角附近的现象就称为光栅的闪耀特性。工作面与光栅面之间的夹角θ ，称为该光栅的闪耀角。最大强度的波长就叫闪耀波长。闪耀波长附近强度较大的波长范