バルク液体のスペクトルエリプソメトリー測定の方法

バルク液体のスペクトルエリプソメトリー測定を行うと、液体特有の不安定性が原因で、光学特性が変化するため、特有の課題が発生します。この不安定さは、液体界面 (液体-空気界面や液-液体界面など) の複雑さと相まって、詳細なサンプル調製と慎重な測定セットアップ設計が必要になります。しかし、このような課題はあるものの、分光エリプソメトリー (SE) はバルク液体を分析するための強力なツールとなっています。

スペクトルエリプソメトリーは、バルク液体の場合でも、光学特性評価に不可欠な手法です。この非破壊的な方法では、反射光の偏光の変化を分析することで、サンプルの特性に関する重要な知見が得られます。この手法は、大量の液体サンプルに見られるばらつきを効果的に処理できます。

技術的課題の克服

技術的な課題に対処するために、SE-2000分光エリプソメーターの高度なバージョンが採用されました。このエリプソメーターは液体表面の振動を効果的に除去し、入射面に対する液面の正確な位置合わせを保証します。このセットアップは、UV-VIS波長範囲の測定で特に効果的であることが実証されており、液液界面での層の厚さと屈折率の正確な特性評価が可能になります。

バルク液体測定の例

蒸留水、グリセロール、PDMSなどの大量の液体サンプルを使った実験では、提案されているエリプソメトリック構成の機能が実証されています。SE測定は、自由液体表面上でさまざまな入射角 (AOI) で行いました。

ブリュースター角に近いSEスペクトルの分析から、すべての液体サンプルのセルマイヤーパラメーターと屈折率が得られました。

結論

バルク液体のスペクトルエリプソメトリー測定は、光学特性評価に新たなフロンティアを開きました。Semilabはこの技術の限界に挑戦し続けているため、研究者、生物学者、化学者にSemilabの最先端の機器と専門知識を活用してもらうよう呼びかけています。

このトピックに関する私たちの出版物：László Makaiら、「自由液体-液体および液体-空気界面の分光エリプソメトリーによる調査」を読むことができます。 サイエンスダイレクト第764巻、2023年1月1日、doi: 10.1016/j.tsf.2022.139634。

‍