山东大学：空间科学与技术教学资源（实验课件）薄膜材料透过率曲线的紫外可见光谱测定方法

薄膜材料透过率曲线的紫外可见光谱测定方法讲义Z.c.wu

z.c.wu 1 薄膜材料透过率曲线的紫外可见 光谱测定方法讲义

UV-VIS引言紫外可见光谱的特点1）紫外光谱信号的光谱结构比较简单，主要表征的是分子的共轭骨架结构信息。2）紫外光谱分析的测量灵敏度和准确度较高，应用范围广。3）对物质进行定性和定量分析，仪器价格便宜，操作简单，快速，易于普及推厂。薄膜材料介绍1）薄膜材料一般来说是被制备在一个衬底（如：玻璃，硅片）上厚度极薄的固体膜。2）薄膜材料中存在一系列与表面有关的物理效应，可是使用UV-VIS进行表征。2Z.c.Wu

z.c.wu 2 UV-VIS 引言 1）紫外光谱信号的光谱结构比较简单，主要表征的是分子的共轭骨架结构信息。 2）紫外光谱分析的测量灵敏度和准确度较高，应用范围广。 3）对物质进行定性和定量分析，仪器价格便宜，操作简单，快速，易于普及推广。 紫外可见光谱的特点 薄膜材料介绍 1）薄膜材料一般来说是被制备在一个衬底(如：玻璃，硅片)上厚度极薄的固体膜。 2）薄膜材料中存在一系列与表面有关的物理效应，可是使用UV-VIS进行表征

UV-VIS实验目的和仪器指标了解紫外可见分光光度计的基本结构和工作原理。熟练使用分光光度计测量薄膜材料的透过率曲线：定性分析薄膜的透过率曲线的特点。瓦里安（Varian）公司Cary1oo紫外可见（Uv-VIS分光光度计主要的性能指标：波段范围：190-900nm（近紫外、可见波段）光谱带宽：0.2-4nm（可以连续调节）光谱分辨率：<0.2nm光谱准确性：优于0.2nm3z.c.wu

z.c.wu 3 UV-VIS 实验目的和仪器指标 ◼ 了解紫外可见分光光度计的基本结构和工作原理。 ◼ 熟练使用分光光度计测量薄膜材料的透过率曲线； ◼ 定性分析薄膜的透过率曲线的特点。 瓦里安(Varian) 公司Cary100紫外可见(UV-VIS)分光光度计 主要的性能指标： 波段范围： 190-900nm (近紫外、可见波段) 光谱带宽： 0.2-4nm (可以连续调节) 光谱分辨率： <0.2nm 光谱准确性： 优于0.2nm

UV-VIS仪器型号与结构结构光路图Cary100有前置单色相位锁定波长驱动器，工作范国护扩展到消除扫描时的蜂遵移5Abs光源可变狭缝在保证足够光通量的同封闭的光学时实现分辨率的系统抵挡离反射镜优化蚀性环境型号VarianCary100反射镜所有光学元件均采用石英涂层光栅新波器反射镜可以选择单光东，双光双新波器保证样新波器束、双一单品和参比光束的光束不同的精碎校正探测器光学模式专利的光学系统大样品室使样品消除新波器的光z.c.wu

z.c.wu 4 UV-VIS 仪器型号与结构 型号 Varian Cary100 结构光路图

UV-VIS原理分光光度计的几种工作模式#一单光束接受器单色器吸收池H吸收池单色器双光束吸收池接受器单色器单色器吸收池接受器双波长本实验采用双光束模式nZ.c.wu

z.c.wu 5 UV-VIS 原理 分光光度计的几种工作模式 本实验采用双光束模式

UV-VIS测量与数据处理检香分光光度计，正确连接电源打开电源开关，启动计算机，对仪器预热10分钟。检查附件是否正确和样品仓是否清空。将所需测量的样品正确放置在样品光束上。将所需测量的样品的基片放置在参考光束上。移动鼠标，双击桌面上的Cary-WinUV图标，进入仪器操作系统。双击Scan图标，进入扫描应用程序。进入扫描程序后，再双击Setup按钮，设置扫描的必要参数。扫描模式设为（T%），并进行基线校正。设置完相关参数后，单击Start按钮，仪器进行扫描，在计算机上显示薄膜的透过率曲线和相应的实验报告。单击Save按钮，保存数据。重单击Exit按钮，退出操作系统，取出样品，顺序关闭计算机和分光光度计。Z.c.Wu

z.c.wu 6 UV-VIS 测量与数据处理 ◼检查分光光度计，正确连接电源。 ◼打开电源开关，启动计算机，对仪器预热10分钟。 ◼检查附件是否正确和样品仓是否清空。 ◼将所需测量的样品正确放置在样品光束上。 ◼将所需测量的样品的基片放置在参考光束上。 ◼移动鼠标，双击桌面上的Cary-WinUV图标，进入仪器操作系统。 ◼双击Scan图标，进入扫描应用程序。 ◼进入扫描程序后，再双击Setup按钮，设置扫描的必要参数。 ◼扫描模式设为（T%），并进行基线校正。 ◼设置完相关参数后，单击 Start按钮，仪器进行扫描， ◼在计算机上显示薄膜的透过率曲线和相应的实验报告。 ◼单击 Save按钮，保存数据。 ◼单击 Exit按钮，退出操作系统，取出样品，顺序关闭计算机和分光光度计

UV-VIS预习提示认真读懂实验讲义了解分光光度计的结构及其工作原理查阅资料了解氧化锌薄膜材料的相关知识Z.c.wu

z.c.wu 7 UV-VIS 预习提示 ◼认真读懂实验讲义 ◼了解分光光度计的结构及其工作原理 ◼查阅资料了解氧化锌薄膜材料的相关知识

UV-VIS讨论与研究性题目讨论观察薄膜透过率曲线的形状，并查阅文献，试解释其原因。如果目标薄膜的基质与参考薄膜不是同一种材料，则分光光度计测得的透过率曲线会有什么不同？并分析其原因。■如何测量薄膜材料的反射率曲线。研究性题目查阅相关的文献资料任何对实验测得的薄膜透过率曲线进行计算分析得到该材料的厚度、折射率、消光系数光学参数，了解各种算法的有缺点，是否还存在进一步改进的地方8Z.c.wu

z.c.wu 8 UV-VIS 讨论与研究性题目 ◼观察薄膜透过率曲线的形状，并查阅文献，试解释其原因。 ◼如果目标薄膜的基质与参考薄膜不是同一种材料，则分光光 度计测得的透过率曲线会有什么不同？并分析其原因。 ◼如何测量薄膜材料的反射率曲线 。 讨论 研究性题目 查阅相关的文献 资料任何对实验测得的薄膜透过率曲线进行计算分析 得到该材料的厚度、折射率、消光系数光学参数，了解各种算法的有缺点， 是否还存在进一步改进的地方

UV-VIS作业1)认真阅读实验报告2)提交实验报告z.c.wu

z.c.wu 9 UV-VIS 作业 1)认真阅读实验报告 2)提交实验报告