JPH1183737A - Method and instrument for measuring infrared reflectance spectrum - Google Patents

Method and instrument for measuring infrared reflectance spectrum

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JPH1183737A
JPH1183737A JP24848497A JP24848497A JPH1183737A JP H1183737 A JPH1183737 A JP H1183737A JP 24848497 A JP24848497 A JP 24848497A JP 24848497 A JP24848497 A JP 24848497A JP H1183737 A JPH1183737 A JP H1183737A
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JP
Japan
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measuring
spectrum
infrared reflection
infrared
absorption
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JP24848497A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Kubota
純 久保田
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Research Development Corp of Japan
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for measuring infrared reflectance spectrum using a rotary polarizer which is interlocked with a Fourier transform infrared spectroscope, so as to separate the infrared absorption by a surface elements from that by a gaseous phase and an instrument used for the method. SOLUTION: In a method for measuring infrared reflectance spectrum, a polarizer 4 is rotated synchronously to the scanning of a Fourier transform infrared spectral interferometer 7 at the time of starting the measurement of infrared reflectance spectra, and the spectra of p-polarized light and s-polarized light are alternately integrated synchronously to the rotation of the polarizer 4. Then, the infrared reflectance absorption by a surface species adsorbed to the surface of a sample composed of a metal single crystal 12, by calculating the ratio between the spectra of the p-polarized light and s-polarized light and offsetting the absorption band of gaseous phase molecules.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転偏光子を用い
た赤外反射スペクトルの測定方法及びその装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring an infrared reflection spectrum using a rotating polarizer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、表面分析法の飛躍的な進歩によっ
て、金属単結晶表面上の化学反応の研究は発展を遂げ、
様々な吸着種、反応中間体の構造や性質が明らかになっ
てきている。しかしながら、これらの超高真空装置を用
いて見出された知見が、常圧下における表面の状態に直
接関連付けられるか否かは不明である。
2. Description of the Related Art In recent years, with the breakthrough of surface analysis, research on chemical reactions on a metal single crystal surface has progressed.
The structures and properties of various adsorbed species and reaction intermediates have been elucidated. However, it is unclear whether the findings found using these ultrahigh vacuum devices are directly related to the surface state under normal pressure.

【0003】特に、固体表面の触媒作用は、気相に分子
が存在する中で発現するものが多く、真空下の低温で不
可逆吸着している表面種の観察から、その全容を説明す
るのは困難である。超高真空下から常圧までの圧力に曝
されている表面を分析するためには、光を用いた分光法
が有効である。
[0003] In particular, the catalytic action of a solid surface often occurs in the presence of molecules in the gas phase, and the observation of the surface species adsorbed irreversibly at low temperatures under vacuum can explain the whole effect. Have difficulty. Spectroscopy using light is effective for analyzing surfaces exposed to pressures from ultra-high vacuum to normal pressure.

【0004】表面分析法として多用される電子を用いた
手法、例えば、高分解能電子線エネルギー損失分光法
(HREELS)、X線光電子分光法(XPS)、真空
紫外線光電子分光法(UPS)等は、電子を飛行させる
ための高真空が必要であるので、高い圧力下での測定は
原理的に不可能である。また、近年では走査型プローブ
顕微鏡(SPM)の発達により、様々な条件下の表面を
観察することが可能となった、SPMによる観察が可能
な表面種は、表面移動が束縛されているものに限られて
いる。
[0004] Electron-based techniques often used as surface analysis methods, such as high-resolution electron beam energy loss spectroscopy (HREELS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and vacuum ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS), are known. Since a high vacuum is required to make electrons fly, measurement under high pressure is in principle impossible. In recent years, with the development of the scanning probe microscope (SPM), it has become possible to observe the surface under various conditions. The surface species that can be observed by the SPM are those whose surface movement is restricted. limited.

【0005】更に、振動分光法は、表面吸着種の構造に
多くの知見を与えるが、金属単結晶表面に吸着した分子
に適用が可能な光を用いた振動分光法としては、赤外反
射吸収分光法(IRAS)、界面和周波発生法(SF
G)の2つが主な方法として挙げられる。上記したIR
ASは、高感度なフーリエ変換赤外分光器(FTIR)
の普及に伴い、簡便で多くの表面情報を引き出せる方法
として広く用いられるようになった。
Further, vibration spectroscopy gives much knowledge to the structure of surface adsorbed species, but vibration spectroscopy using light applicable to molecules adsorbed on the surface of a metal single crystal includes infrared reflection absorption spectroscopy. Spectroscopy (IRAS), Interface Sum Frequency Generation (SF
G) are the two main methods. IR mentioned above
AS is a highly sensitive Fourier transform infrared spectrometer (FTIR)
With the spread of, it has come to be widely used as a simple and convenient method for extracting a lot of surface information.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たIRASは、表面吸着種による微弱な吸収を検出する
必要があるため、気相に強い吸収があるような環境下で
は、分光器や真空装置に工夫が必要である。また、上記
したSFGは、極く最近開発された非線形レーザー分光
法であり、超高真空下から常圧までの圧力下での表面分
析への応用も報告されているが、観測波長領域がレーザ
ー装置の種類によって限定されてしまうことや、装置が
高価で特殊なために用途が限られている。
However, in the above-mentioned IRAS, it is necessary to detect weak absorption by surface adsorbed species. Ingenuity is required. In addition, the above-mentioned SFG is a non-linear laser spectroscopy that has been developed very recently, and its application to surface analysis under pressures from ultra-high vacuum to normal pressure has been reported. Applications are limited due to being limited by the type of device and because the device is expensive and special.

【0007】本発明は、上記問題を除去し、気相による
赤外吸収から表面種による吸収を分離するために、偏光
子をフーリエ変換赤外分光器と連動させた回転偏光子を
用いた赤外反射スペクトルの測定方法及びその装置を提
供することを目的とする。
[0007] The present invention eliminates the above problems and, in order to separate the absorption by surface species from the infrared absorption by the gas phase, uses a rotating polarizer in which a polarizer is linked to a Fourier transform infrared spectrometer. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for measuring an external reflection spectrum.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕赤外反射スペクトルの測定方法において、偏光子
をフーリエ変換赤外分光干渉計の走査に同期させて回転
させ、この回転に同期してp偏光とs偏光のスペクトル
を交互に積算し、その比をとり、気相分子の吸収バンド
を相殺し、金属表面に吸着している表面種による赤外反
射吸収スペクトルを得るようにしたものである。
According to the present invention, there is provided a method for measuring an infrared reflection spectrum, comprising the steps of: rotating a polarizer in synchronization with scanning by a Fourier transform infrared spectroscopic interferometer; In synchronism with this rotation, the spectra of p-polarized light and s-polarized light are alternately integrated, the ratio is taken, the absorption band of gas phase molecules is canceled out, and infrared reflection absorption by the surface species adsorbed on the metal surface is performed. The spectrum is obtained.

【0009】〔2〕上記〔1〕記載の赤外反射スペクト
ルの測定方法において、前記金属表面の雰囲気温度と圧
力を調整可能にするようにしたものである。 〔3〕上記〔1〕記載の赤外反射スペクトルの測定方法
において、前記金属表面が金属単結晶表面である。 〔4〕上記〔3〕記載の赤外反射スペクトルの測定方法
において、前記金属単結晶表面がPt(111)表面で
あり、103 Paのエチレンが存在する中で前記Pt
(111)表面に吸着したエチレンのスペクトルを測定
するようにしたものである。
[2] The method for measuring an infrared reflection spectrum according to the above [1], wherein the atmosphere temperature and pressure on the metal surface can be adjusted. [3] In the method for measuring an infrared reflection spectrum according to the above [1], the metal surface is a metal single crystal surface. [4] The method for measuring an infrared reflection spectrum according to the above [3], wherein the metal single crystal surface is a Pt (111) surface and the Pt (111) surface is present in the presence of 10 3 Pa of ethylene.
The spectrum of ethylene adsorbed on the (111) surface is measured.

【0010】〔5〕上記〔3〕記載の赤外反射スペクト
ルの測定方法において、前記金属単結晶表面がPt(1
11)表面であり、150Kの温度雰囲気でエチレンが
存在する中で前記Pt(111)表面に吸着したエチレ
ンのスペクトルを測定するようにしたものである。 〔6〕赤外反射スペクトルの測定装置において、偏光子
をフーリエ変換赤外分光干渉計の走査に同期させて回転
させる分光装置と、この分光装置に付設され、金属の試
料がセットされるとともに大気圧付近の圧力まで設定で
きる真空装置と、赤外反射吸収スペクトルを検出する検
出器とを設けるようにしたものである。
[5] The method for measuring an infrared reflection spectrum according to the above [3], wherein the surface of the metal single crystal is Pt (1
11) On the surface, the spectrum of ethylene adsorbed on the Pt (111) surface is measured in the presence of ethylene in a 150K temperature atmosphere. [6] In an infrared reflection spectrum measuring device, a spectroscopic device for rotating a polarizer in synchronization with scanning of a Fourier transform infrared spectroscopic interferometer, and a metal sample attached to the spectroscopic device are set and large. A vacuum device capable of setting a pressure close to the atmospheric pressure and a detector for detecting an infrared reflection absorption spectrum are provided.

【0011】〔7〕上記〔6〕記載の赤外反射スペクト
ルの測定装置において、前記真空装置は、気相分子の吸
収を減らすために光路長を短くした小型セルを設けるよ
うにしたものである。 〔8〕上記〔6〕記載の赤外反射スペクトルの測定装置
において、前記金属の試料の雰囲気温度、圧力を調整す
る手段を具備するようにしたものである。
[7] In the infrared reflection spectrum measuring apparatus according to the above [6], the vacuum apparatus is provided with a small cell having a short optical path length in order to reduce absorption of gas phase molecules. . [8] The apparatus for measuring an infrared reflection spectrum according to the above [6], further comprising means for adjusting the ambient temperature and pressure of the metal sample.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。本発明は、超高真空
から常圧付近までの圧力の気体中に置かれている金属単
結晶表面を直接観察するためのIRAS(赤外反射吸収
分光)装置と、小型セルを取り付けた超高真空装置と、
赤外反射吸収スペクトルを検出する検出器とを設けるよ
うにしたものである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention provides an IRAS (Infrared Reflection Absorption Spectroscopy) device for directly observing the surface of a metal single crystal placed in a gas at a pressure from ultra-high vacuum to near normal pressure, and an ultra-high-intensity device equipped with a small cell. A vacuum device,
And a detector for detecting an infrared reflection absorption spectrum.

【0013】また、本発明の装置を用いて得られたエチ
レンの平衡吸着の挙動についても後述する。まず、同期
回転偏光子を用いたFTIRAS法について説明する。
IRASを気相による赤外吸収が存在する条件下に応用
するためには、いかに気相による吸収を良好に相殺して
表面積によるものだけを抽出するかということが重要で
ある。特に、表面種による吸収は、反射率の変化にし
て、0.1〜1%程度しかないので、これを検出するた
めの各種の変調法が開発されてきた。
The behavior of equilibrium adsorption of ethylene obtained by using the apparatus of the present invention will also be described later. First, the FTIRAS method using a synchronous rotation polarizer will be described.
In order to apply IRAS under conditions where infrared absorption by the gas phase is present, it is important how to offset the absorption by the gas phase well and extract only the surface area. In particular, the absorption by the surface species is only about 0.1 to 1% as a change in reflectance, and various modulation methods for detecting this change have been developed.

【0014】金属表面での表面種による赤外吸収は、表
面選択則によって制限されている。これによるとp偏光
の入射赤外光は表面で反射光と作用して、表面法線方向
の強い振動電場を作り、吸着種の振動の遷移双極子モー
メントの表面法線成分と相互作用し、この光を吸収す
る。一方、s偏光に対しては、入射光による電場が表面
で反射光によって相殺されるために、表面吸着種による
吸収は現れない。気相中の分子は等方的に配向している
ために、いずれの偏光の光も同様に吸収するので、p偏
光とs偏光で得られたスペクトルの比をとると、気相分
子による吸収はキャンセルされ、表面積による吸収のみ
を抽出することができる。
The infrared absorption by the surface species on the metal surface is limited by the surface selection rule. According to this, incident p-polarized infrared light interacts with reflected light at the surface to create a strong oscillating electric field in the surface normal direction, interacting with the surface normal component of the transition dipole moment of the vibration of the adsorbed species, Absorb this light. On the other hand, for the s-polarized light, the electric field due to the incident light is offset by the reflected light at the surface, so that absorption by the surface adsorbed species does not appear. Since the molecules in the gas phase are isotropically oriented, they absorb light of any polarization in the same way. Therefore, taking the ratio of the spectra obtained with p-polarized light and s-polarized light, Is canceled, and only the absorption by the surface area can be extracted.

【0015】各々の偏光を用いたスペクトルを別個に測
定した場合は、気相の圧力や組成の微少な変化や温度変
化などの外乱のために、気相の影響を完全に除去するこ
とは困難であるので、変調法を用いた測定が効果的であ
るとされている。偏光に変調をかけるには、機械的な偏
光を切り替える方法、光弾性変調器(PEM)を用いる
方法などが使用されている。回折格子を用いた分光装置
には、上記のいずれの方法も適用が可能であるが、FT
IRを用いた分光装置には、FTIRの干渉計の変調周
波数との重複を避けるため、PEM(光弾性変調器)装
置による高い周波数での変調が必要である。
When the spectra using each polarized light are measured separately, it is difficult to completely remove the influence of the gas phase due to disturbances such as minute changes in the pressure and composition of the gas phase and temperature changes. Therefore, measurement using the modulation method is considered to be effective. In order to modulate polarization, a method of mechanically switching polarization, a method of using a photoelastic modulator (PEM), and the like are used. Any of the above methods can be applied to a spectrometer using a diffraction grating.
A spectroscopic device using IR requires high-frequency modulation by a PEM (photoelastic modulator) device to avoid overlapping with the modulation frequency of the FTIR interferometer.

【0016】しかしながら、上記PEM装置は高価であ
るだけでなく、高い周波数での変調(150kHz前
後)を行うため、復調する際にしばしば雑音が混入し、
高い感度を得ることが容易ではない。また、PEM装置
では変調が可能な波長が限られており、赤外の全領域で
良好なスペクトルを得ることができないことも問題点の
一つである。
However, the above-mentioned PEM device is not only expensive, but also modulates at a high frequency (around 150 kHz).
It is not easy to obtain high sensitivity. Further, in the PEM device, the wavelength that can be modulated is limited, and one of the problems is that a good spectrum cannot be obtained in the entire infrared region.

【0017】近年では、従来のロックインアンプを用い
た復調だけでなく、様々な電気回路を用いた方法が提案
されている。電気化学の分野では、IRASは金属電極
表面の吸着種の構造を知る上で重要な分析法の一つであ
る。電気化学で用いる試料表面上は溶液の層が存在する
ために、これによる吸収から表面種の吸収を抽出するこ
とは、さらに難しいと考えられる。電極表面では電極電
位を変化させることによって、表面吸着種のみを可逆的
に変化させることができるので、これを利用した電位変
調法が利用されている。
In recent years, not only demodulation using a conventional lock-in amplifier, but also methods using various electric circuits have been proposed. In the field of electrochemistry, IRAS is one of the important analytical methods for understanding the structure of adsorbed species on the surface of a metal electrode. Because of the presence of a layer of solution on the surface of the sample used in electrochemistry, it may be even more difficult to extract the absorption of the surface species from this absorption. By changing the electrode potential on the electrode surface, only the surface adsorbed species can be reversibly changed, and a potential modulation method utilizing this is used.

【0018】特に、最近では、FTIRの干渉計に同期
させて電位を交互に変化させ、2つの電極電位における
スペクトルを交互に取り込むSNIFTIRS法(Su
btraction Normalized Inte
rfaced FTIR Spectroscopy)
が多く用いられている。この方法は、短時間で2つの電
極電位におけるスペクトルを交互に測定するために、環
境の変化による影響を受け難く、良好なスペクトルが得
られる。しかしながら、対象は電解質溶液中の電極表面
で電位の変動に可逆的に変化する表面種の観察に限られ
る。
In particular, recently, the SNIFTIRS method (Su) in which the potentials are alternately changed in synchronization with the FTIR interferometer and the spectra at the two electrode potentials are alternately acquired.
bfraction Normalized Inte
rfaced FTIR Spectroscopy)
Is often used. According to this method, spectra at two electrode potentials are alternately measured in a short time, so that it is hardly affected by a change in environment and a good spectrum can be obtained. However, the subject is limited to observing surface species that reversibly change to fluctuating potentials at the electrode surface in the electrolyte solution.

【0019】気/固界面において、SNIFTIRS法
と同様にして、偏光の切り替えをFTIRの干渉計のス
キャンに同期させて、s偏光とp偏光のスペクトルを交
互に測定し、積算を重ねた後にそれらの比から界面のス
ペクトルを得れば、気相の圧力や組成の時間的な変動に
よる影響の少ない良好なスペクトルが得られると考えら
れる。
At the gas / solid interface, in the same manner as in the SNIFTIRS method, the switching of the polarization is synchronized with the scan of the FTIR interferometer, and the spectra of the s-polarized light and the p-polarized light are measured alternately. It is considered that if the spectrum of the interface is obtained from the ratio, a good spectrum which is less affected by the temporal change of the pressure and the composition of the gas phase can be obtained.

【0020】本発明は、偏光を変調させるSNIFTI
RS法として解釈できるが、電極電位を変調させるもの
と異なり、電極表面のみならず、真空下、気相存在下、
溶液中のいかなる金属材料にも適用できるものである。
また、SNIFTIRS法のように試料に直接変化を与
えて観測するものでないので、表面での化学挙動が未知
の吸着種に対しても非破壊的な観察が可能である。
The present invention provides a SNIFTI for modulating polarization.
Although it can be interpreted as the RS method, unlike the method that modulates the electrode potential, not only the electrode surface, but also in a vacuum, in the presence of a gas phase,
Applicable to any metallic material in solution.
Further, since the sample is not observed by directly changing the sample as in the SNIFTIRS method, nondestructive observation is possible even for an adsorbed species whose chemical behavior on the surface is unknown.

【0021】以下に、偏光をFTIRの干渉計のスキャ
ンに同期させて回転させる方式の分光装置と、それに付
随する大気圧付近の圧力まで用いることのできる真空装
置の詳細について説明する。 〔1〕FTIR分光器 このFTIR分光器としては、日本電子製JIR・10
0型FTIR分光光度計を用いた。このFTIRの干渉
計は、エアーベアリングを用いており、多量の圧縮空気
を装置内に噴出するので、装置の内部を窒素ガスで置換
して取り扱うのが困難であり、試料気体の吸収バンドに
よる妨害だけでなく、大気中の水蒸気、炭酸ガスの吸収
バンドによる影響も大きな問題である。
The details of a spectroscopic apparatus that rotates the polarized light in synchronization with the scan of the FTIR interferometer and a vacuum apparatus that can be used up to a pressure near the atmospheric pressure will be described below. [1] FTIR spectrometer JFT10 manufactured by JEOL Ltd.
A type 0 FTIR spectrophotometer was used. Since the FTIR interferometer uses an air bearing and ejects a large amount of compressed air into the apparatus, it is difficult to handle the apparatus by replacing the inside of the apparatus with nitrogen gas. In addition, the influence of absorption bands of water vapor and carbon dioxide in the atmosphere is also a major problem.

【0022】図1は本発明の実施例を示すIRAS測定
装置の平面図、図2は本発明の実施例を示すIRAS測
定装置のステッピングモータで駆動されるワイヤーグリ
ッド型回転偏光子の概略図であり、図2(a)はその回
転偏光子(附属する制御装置を含む)の側面図、図2
(b)はそのその回転偏光子の前面図である。図1にお
いて、2は超高真空から常圧付近までの圧力の気体中に
置かれている金属単結晶表面を直接観察するためのIR
AS(赤外反射吸収分光)装置であり、1はこのIRA
S装置2に付設され、試料12をセットするとともに、
小型セルを取り付けた超高真空装置、13は赤外反射吸
収スペクトルを検出するInSb/MCT型〔インジュ
ーム・アンチモン/水銀・カドミューム・テルル〕から
なる半導体検出器である。
FIG. 1 is a plan view of an IRAS measuring device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a wire grid type rotating polarizer driven by a stepping motor of the IRAS measuring device showing an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a side view of the rotating polarizer (including an attached control device), and FIG.
(B) is a front view of the rotating polarizer. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an IR for directly observing the surface of a metal single crystal placed in a gas at a pressure ranging from ultra-high vacuum to near normal pressure.
An AS (Infrared Reflection Absorption Spectroscopy) device, 1 is this IRA
Attached to the S device 2, the sample 12 is set,
An ultra-high vacuum apparatus equipped with a small cell, 13 is a semiconductor detector composed of an InSb / MCT type (indium antimony / mercury cadmium tellurium) for detecting an infrared reflection absorption spectrum.

【0023】また、IRAS(赤外反射吸収分光)装置
2は、赤外光を発生させるSiCを主体とした材料でで
きているグローバー光源5と、このグローバー光源5の
光を必要な波長のみ取り出す光学フィルター6と、可動
鏡を左右に走査して赤外光に変調をかける装置である干
渉計7と、この干渉計7の位置を測定するためのHe−
Neレーザー8と、後述する回転偏光子(ワイヤーグリ
ッド偏光子)4を有する。なお、He−Neレーザー8
は、光学調整のためのガイド光にも用いる。
The IRAS (Infrared Reflection Absorption Spectroscopy) device 2 extracts a glow light source 5 made of a material mainly composed of SiC that generates infrared light, and extracts only light of a required wavelength from the glow light source 5. An optical filter 6, an interferometer 7, which is a device for scanning the movable mirror to the left and right to modulate infrared light, and a He- for measuring the position of the interferometer 7;
It has a Ne laser 8 and a rotating polarizer (wire grid polarizer) 4 described later. In addition, He-Ne laser 8
Is also used as a guide light for optical adjustment.

【0024】そこで、回転偏光子4、干渉計7、半導体
検出器13、超高真空容器11内の試料の温度、気圧調
整手段のそれぞれは、電子制御装置15に接続されてお
り、後述する各種の制御を可能にしている。このよう
に、試料室には外部平行光取り出し用のアタッチメント
を取り付けてある。また、図2に示すように、ここにス
テッピングモーター3で回転を制御することができるワ
イヤーグリッド偏光子(回転偏光子)4が設置されてい
る。なお、4Aは第1のタイミングギア、4Bはタイミ
ングベルト、4Cは第2のタイミングギアである。
Therefore, each of the rotating polarizer 4, the interferometer 7, the semiconductor detector 13, and the means for adjusting the temperature and pressure of the sample in the ultra-high vacuum vessel 11 is connected to the electronic control unit 15, and Control is possible. As described above, the sample chamber is provided with an attachment for extracting external parallel light. As shown in FIG. 2, a wire grid polarizer (rotating polarizer) 4 whose rotation can be controlled by a stepping motor 3 is provided here. 4A is a first timing gear, 4B is a timing belt, and 4C is a second timing gear.

【0025】その回転偏光子4を回転させるための信号
は、FTIRの自動試料交換アタッチメント用の端子か
ら取り出されており、図2(A)に示すように、干渉計
7の動作と同期して、電子制御装置15により、90°
毎の回転ができるようになっている。この回転は既存の
測定ソフトウェア上で制御することができるようになっ
ているため、測定操作は通常のFTIR測定と同様に行
うことができる。この測定ソフトウェアから回転偏光子
4を1スキャン毎から100スキャン毎に任意のスキャ
ン数毎に回転させることができ、交互に積算を重ねるこ
とができる。
A signal for rotating the rotating polarizer 4 is taken out from a terminal for an automatic sample exchange attachment of the FTIR, and is synchronized with the operation of the interferometer 7 as shown in FIG. 90 ° by the electronic control unit 15
Each rotation can be done. Since the rotation can be controlled on existing measurement software, the measurement operation can be performed in the same manner as a normal FTIR measurement. From this measurement software, the rotating polarizer 4 can be rotated every arbitrary number of scans from every one scan to every 100 scans, and integration can be alternately repeated.

【0026】なお、図2(A)において、電子制御装置
15は、CPU(中央処理装置)16、メモリ17、表
示部18、インタフェース(I/F)回路19などによ
り構成されている。そして、回転偏光子4を通過した赤
外光は、放物面鏡で超高真空装置1内の試料12表面に
入射角84°で集光され、反射した光は2つの放物面鏡
を経てInSb/MCT型半導体検出器13に集光され
る。
In FIG. 2A, the electronic control unit 15 includes a CPU (central processing unit) 16, a memory 17, a display unit 18, an interface (I / F) circuit 19, and the like. Then, the infrared light that has passed through the rotating polarizer 4 is condensed by a parabolic mirror on the surface of the sample 12 in the ultrahigh vacuum apparatus 1 at an incident angle of 84 °, and the reflected light passes through two parabolic mirrors. After that, the light is focused on the InSb / MCT semiconductor detector 13.

【0027】〔2〕超高真空装置 図3は本発明の実施例を示すIRAS測定装置の超高真
空装置の側面図である。この超高真空装置1は、2つの
真空容器からなる。上部の容器は試料前処理やオージェ
電子分光法、低速電子線回折測定、昇温脱離測定ができ
るようになっている試料前処理容器21であり、油拡散
ポンプ(Edwards.EO−4)46と液体窒素ト
ラップ(Vacuum Generators,CCT
−100)47で、常時10-8Pa以下の超高真空に排
気されている。
[2] Ultra-high vacuum apparatus FIG. 3 is a side view of an ultra-high vacuum apparatus of an IRAS measuring apparatus showing an embodiment of the present invention. This ultra-high vacuum device 1 includes two vacuum vessels. The upper container is a sample pretreatment container 21 capable of performing sample pretreatment, Auger electron spectroscopy, low-speed electron diffraction measurement, and temperature programmed desorption measurement. An oil diffusion pump (Edwards. EO-4) 46 And liquid nitrogen trap (Vacuum Generators, CCT)
(−100) 47, it is constantly evacuated to an ultra-high vacuum of 10 −8 Pa or less.

【0028】下部の容器はIRAS測定容器31であ
り、図4に示すように、赤外窓32が取り付けられてい
る。これは差動排気(差動排気ポート35)を用いたO
リングシールで窓材を固定したもので、窓材の交換が可
能なため、目的に応じて赤外窓32を選ぶことができ
る。通常は、BaF2 もしくはNaClを用いる。な
お、図3において、49は閉鎖循環反応装置である。
The lower container is an IRAS measuring container 31. As shown in FIG. 4, an infrared window 32 is provided. This is because O using differential exhaust (differential exhaust port 35)
Since the window material is fixed with a ring seal and the window material can be replaced, the infrared window 32 can be selected according to the purpose. Usually, BaF 2 or NaCl is used. In FIG. 3, reference numeral 49 denotes a closed circulation reactor.

【0029】以下、この赤外窓の固定について説明す
る。図4は本発明の実施例を示すIRAS測定装置の超
高真空装置に赤外用窓材を固定する部位の概略図であ
る。超高真空装置1では大気と超高真空間にOリング3
3が存在すると、その漏れを無視することはできないの
で、Oリング33を二重にして副排気室を設け、漏れ量
を減らすようにしている。
Hereinafter, the fixing of the infrared window will be described. FIG. 4 is a schematic view of a portion for fixing an infrared window material to an ultrahigh vacuum device of an IRAS measuring device showing an embodiment of the present invention. In the ultrahigh vacuum device 1, an O-ring 3
If 3 exists, the leakage cannot be ignored, so the O-ring 33 is doubled to provide a sub exhaust chamber to reduce the amount of leakage.

【0030】図4に示すように、赤外窓32はコンフラ
ットフランジ34にOリング(バイトン製)33によっ
て固定され、副排気室を油回転ポンプ40で排気するこ
とによって超高真空装置1内部への大気の漏れを防止し
ている。下部容器は、図5に示すように、ゲート弁によ
って上部容器とは独立にターボ分子ポンプ(ULVA
C,UTM−150)36で超高真空領域まで排気され
ている。試料12は上部容器(試料前処理容器21)と
下部容器(IRAS測定容器31)の間を、上方に取り
付けたマニピュレーター37(図3参照)によって移動
するが、試料12が下部容器にある時には、試料ホルダ
ー48に取り付けてあるフランジにより、上部容器と下
部容器の間に隔離される。
As shown in FIG. 4, the infrared window 32 is fixed to the conflat flange 34 by an O-ring (made of Viton) 33, and the sub exhaust chamber is evacuated by the oil rotary pump 40 so that the inside of the ultra-high vacuum device 1 is Prevents air from leaking into As shown in FIG. 5, the lower vessel is independently provided with a turbo molecular pump (ULVA) by a gate valve independently of the upper vessel.
C, UTM-150) 36 to evacuate to an ultra-high vacuum region. The sample 12 is moved between the upper container (the sample pretreatment container 21) and the lower container (the IRAS measurement container 31) by the manipulator 37 (see FIG. 3) attached above. When the sample 12 is in the lower container, A flange attached to the sample holder 48 provides isolation between the upper and lower vessels.

【0031】また、数百Pa以上の圧力下の測定には、
下部容器の中に設置されている小型セル38を用いる。
次に、その超高真空装置について詳細に説明する。図5
は本発明の実施例を示すIRAS測定装置の超高真空容
器内に取り付けられた小型セルとその周辺部の概略図で
ある。
For measurement under a pressure of several hundred Pa or more,
A small cell 38 installed in the lower container is used.
Next, the ultra-high vacuum device will be described in detail. FIG.
FIG. 1 is a schematic view of a small cell mounted in an ultrahigh vacuum vessel of an IRAS measuring device and a peripheral portion thereof showing an embodiment of the present invention.

【0032】図5に示すように、下部容器内に位置する
小型セル38を直線導入器39で試料ホルダー48に押
し付けることによって、小型セル38内だけに気体を導
入することが可能となる。小型セル38内に大気圧程度
の気体を導入しても、下部容器の圧力は、10-6Pa以
下である。小型セル38にもOリング42を有する赤外
窓41が取り付けられており、小型セル38を被せた状
態(図5の状態から小型セル38が上昇して試料ホルダ
ー48に被さった状態)でも、試料12のIRAS測定
に支障がないように構成されている。また、小型セル3
8内の容積は50cm3 程度で、この中の気体の組成は
質量分析器に導入して分析できるように構成されてい
る。
As shown in FIG. 5, by pressing the small cell 38 located in the lower container against the sample holder 48 by the linear introducer 39, it becomes possible to introduce gas only into the small cell 38. Even if a gas at about atmospheric pressure is introduced into the small cell 38, the pressure in the lower container is 10 −6 Pa or less. An infrared window 41 having an O-ring 42 is also attached to the small cell 38, and even when the small cell 38 is covered (the small cell 38 is raised from the state of FIG. 5 and covered with the sample holder 48), The sample 12 is configured so as not to hinder the IRAS measurement. In addition, small cell 3
The volume in the chamber 8 is about 50 cm 3 , and the composition of the gas in the chamber 8 is configured to be introduced into a mass analyzer and analyzed.

【0033】また、試料気体は、閉鎖循環反応装置49
により調製して小型セル38に導入するようになってい
る。更に、金属単結晶試料12は、冷却可能な試料ホル
ダー48に径0.3mmのTa線を用いて固定してあ
り、これに通電することで試料12の温度を制御するこ
とができる。低温に冷却する場合には、試料ホルダー4
8内に温度を制御した冷窒素ガスを流通させる。また、
圧力が高い領域では、試料気体の試料ホルダー48表面
への凝縮が起こるため、試料ホルダー48を凝縮しない
温度に制御することが重要である。なお、図5におい
て、43はゲート弁、44は冷媒溜め、45はOリング
である。
The sample gas is supplied to a closed circulation reactor 49.
And introduced into the small cell 38. Further, the metal single crystal sample 12 is fixed to a sample holder 48 which can be cooled using a Ta wire having a diameter of 0.3 mm, and the temperature of the sample 12 can be controlled by supplying electricity to the sample. When cooling to low temperature, the sample holder 4
A cold nitrogen gas whose temperature is controlled is circulated through 8. Also,
In a region where the pressure is high, the sample gas condenses on the surface of the sample holder 48. Therefore, it is important to control the sample holder 48 to a temperature at which it does not condense. In FIG. 5, reference numeral 43 denotes a gate valve, 44 denotes a refrigerant reservoir, and 45 denotes an O-ring.

【0034】以下、本発明の装置の性能をC2 4 /P
t(111)の研究への応用によって確認する。Pt
(111)表面上に平衡吸着したエチレンの研究を本発
明の装置の応用の一例として述べる。Pt(111)表
面上のエチレンの吸着挙動については、古くより多くの
研究者等によって超高真空下で研究されてきたが、気相
存在下や水素化などの反応中での吸着状態については、
未だ解明されていないのが現状である。
Hereinafter, the performance of the device of the present invention will be described as C 2 H 4 / P
Confirm by applying t (111) to research. Pt
The study of ethylene adsorbed on the (111) surface is described as an example of the application of the apparatus of the present invention. The adsorption behavior of ethylene on the Pt (111) surface has been studied under ultra-high vacuum by many researchers for a long time, but the adsorption state in the presence of a gas phase or during a reaction such as hydrogenation has been studied. ,
At present, it has not been clarified yet.

【0035】近年、本願発明者やSomorjai等の
グループによって気相エチレンが存在すると、新たな吸
着種が表面に観察されることが明らかにされ、エチレン
の水素化等の触媒反応を考察する上で大きな知見になっ
ている。以下、そのIRASスペクトルの測定手順につ
いて説明する。 (1)まず、Pt単結晶を試料前処理容器21にセット
する。
In recent years, the present inventors and the group of Somorjay et al. Have revealed that when gaseous ethylene is present, new adsorbed species are observed on the surface, and it is important to consider catalytic reactions such as hydrogenation of ethylene. It is a great finding. Hereinafter, the procedure for measuring the IRAS spectrum will be described. (1) First, a Pt single crystal is set in the sample pretreatment container 21.

【0036】(2)次に、Pt単結晶の表面をアルゴン
イオンエッチングで清浄化し、電子分光で清浄性の確認
を行う。 (3)次に、試料12をIRAS測定容器31に移す。 (4)次に、小型セル38を試料12にセットし、試料
ホルダー48のTa線に通電を行って試料12の温度調
整を行うとともに、小型セル38に所定の圧力の試料気
体を導入する。
(2) Next, the surface of the Pt single crystal is cleaned by argon ion etching, and the cleanliness is confirmed by electron spectroscopy. (3) Next, the sample 12 is transferred to the IRAS measurement container 31. (4) Next, the small cell 38 is set on the sample 12, the Ta line of the sample holder 48 is energized to adjust the temperature of the sample 12, and a sample gas of a predetermined pressure is introduced into the small cell 38.

【0037】図6は本発明の実施例を示すIRAS測定
装置の小型セルに1.3×103 Paのエチレンを導入
してp偏光及びs偏光で測定したIRASスペクトルを
示す図である。なお、どちらのスペクトルも真空下のP
t(111)のスペクトルとの比をとってある。両者の
スペクトルは、反射率変化にして数%に及ぶ吸収が31
06,2989,1444,949cm-1に観測される
が、これらは気相中のエチレン分子のC・H逆対称伸
縮、C・H対称伸縮、CH2 挟み変角、面外変角振動に
帰属される。
FIG. 6 is a diagram showing an IRAS spectrum measured with p-polarized light and s-polarized light by introducing 1.3 × 10 3 Pa of ethylene into a small cell of the IRAS measuring apparatus showing the embodiment of the present invention. Note that both spectra are P under vacuum.
The ratio to the spectrum of t (111) is taken. In both spectra, the absorption of several percent in reflectance change is 31%.
06,2989,1444,949cm -1 , which are attributed to the CH inverse symmetry stretching, CH symmetry stretching, CH 2 pinching deformation, and out-of-plane bending vibration of ethylene molecules in the gas phase. Is done.

【0038】これらのスペクトルから直接表面種の吸収
を見出すことは困難であり、p偏光とs偏光のスペクト
ルの比をとり、気相分子の吸収を相殺することが必須で
あることが分かる。これらp偏光とs偏光のスペクトル
の比をとったものを図7に示した。つまり図7は本発明
の実施例を示すPt(111)表面に150Kで1.3
×103 Paのエチレンを導入した時のp偏光とs偏光
の比スペクトルを示す図である。
It is difficult to find the absorption of the surface species directly from these spectra, and it is apparent that it is essential to take the ratio between the spectra of p-polarized light and s-polarized light to cancel the absorption of gas phase molecules. FIG. 7 shows the ratio between the spectra of the p-polarized light and the s-polarized light. In other words, FIG. 7 shows an embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the ratio spectrum of p-polarized light and s-polarized light when ethylene of 10 < 3 > Pa is introduced.

【0039】スペクトルaはp偏光とs偏光のスペクト
ルをそれぞれの積算(1024スキャン)した後に別々
に測定し、比をとったものであり、スペクトルbは回転
偏光子を用いて16スキャン毎に偏光をスイッチし、各
々を1024スキャンの積算を行ったものである。別々
にp偏光とs偏光のスペクトルを得たものには、235
0,1600,949cm-1に気相分子に特有の回転バ
ンドを持つ吸収が観測された。これらは、それぞれ大気
中の炭酸ガス(O・C・O逆対称伸縮振動)、水蒸気
(H・O・H変角振動)、セル内のエチレン(面外変角
振動)による吸収に帰属される。
The spectrum a is obtained by integrating the spectra of the p-polarized light and the s-polarized light (1024 scans) and then measuring them separately, and taking the ratio. The spectrum b is a polarized light every 16 scans using a rotating polarizer. Are switched, and each is integrated for 1024 scans. In the case where the spectra of p-polarized light and s-polarized light were separately obtained, 235
At 0,1600,949 cm -1 , absorption having a rotation band peculiar to gas phase molecules was observed. These are attributed to absorption by carbon dioxide gas in the atmosphere (OCO antisymmetric stretching vibration), water vapor (HOH bending vibration), and ethylene in the cell (out-of-plane bending vibration). .

【0040】これらの吸収は、比をとると相殺されるは
ずであるが、測定時間の差異から気相の圧力変動を反映
して残っているものと思われる。回転偏光子を用いたス
ペクトルでは、短時間で各偏光を切り替えているため
に、これらの気相分子による吸収が弱く、新たに954
cm-1に弱い吸収ピークがあることが確認できる。
These absorptions should be canceled out by taking a ratio, but it is considered that they remain due to the fluctuation of the gas phase pressure due to the difference in measurement time. In the spectrum using the rotating polarizer, since each polarized light is switched in a short time, the absorption by these gas phase molecules is weak, and 954 is newly added.
It can be confirmed that there is a weak absorption peak at cm -1 .

【0041】この吸収ピークは、気相のエチレン分子と
波数が違うことや、後述するように圧力、温度に対する
依存性が観測されるので、表面吸着種に帰属するのに妥
当である。この吸収ピークは表面に平行に吸着したπ型
エチレンの面外変角振動に帰属した。この吸収ピークの
強度は、反射率変化0.1%程度で、図6に見られる気
相分子による吸収に比べて非常に微弱なものであること
が分かる。
This absorption peak is appropriate to be attributed to the surface adsorbed species because the wave number is different from that of the ethylene molecule in the gas phase and the dependency on pressure and temperature is observed as described later. This absorption peak was attributed to out-of-plane bending vibration of π-type ethylene adsorbed parallel to the surface. It can be seen that the intensity of this absorption peak has a reflectance change of about 0.1%, which is very weak as compared with the absorption by gas phase molecules shown in FIG.

【0042】回転偏光子を用いて16スキャン毎に得た
スペクトルの圧力、温度変化を図8に示した。つまり、
図8は、本発明の実施例を示すPt(111)表面にエ
チレンを導入した時のIRASスペクトルの圧力及び温
度依存性を示す図である。954cm-1に観測される吸
収ピークの強度は、エチレン圧の増加に伴って増加し、
また、温度の上昇にしたがって減少することから、可逆
的に平衡吸着している吸着種であることが見出された。
FIG. 8 shows pressure and temperature changes of spectra obtained every 16 scans using a rotating polarizer. That is,
FIG. 8 is a diagram showing the pressure and temperature dependence of the IRAS spectrum when ethylene is introduced into the Pt (111) surface, showing the example of the present invention. The intensity of the absorption peak observed at 954 cm -1 increases with increasing ethylene pressure,
In addition, it was found that the adsorbed species was reversibly equilibrium-adsorbed because it decreased with increasing temperature.

【0043】また、2910cm-1にエチレン圧や温度
に影響を受けてないブロードな吸収ピークが見られる
が、これは超高真空下で古くから見出されている不可逆
吸着したdi・σ型エチレンのC・H対称伸縮振動によ
るものである。観測された2種類の吸着種の構造は図8
に示す通りである。このように、超高真空下で観測され
るdi・σ型エチレンに加えて、平衡吸着したπ型エチ
レンが観測され、気相圧力の存在する中でのπ型エチレ
ンの反応性や表面反応に及ぼす影響が明らかになった。
At 2910 cm -1 , a broad absorption peak which is not affected by ethylene pressure or temperature is observed. This is due to the fact that irreversibly adsorbed di-σ type ethylene which has been found for a long time under ultra-high vacuum. This is due to the C · H symmetrical stretching vibration. Figure 8 shows the structures of the two types of adsorbed species observed.
As shown in FIG. Thus, equilibrium-adsorbed π-type ethylene is observed in addition to di-σ-type ethylene observed under ultra-high vacuum, and the reactivity and surface reaction of π-type ethylene in the presence of gas phase pressure are considered. The effect is clear.

【0044】上記したように、本発明によれば、偏光子
をFTIRの干渉計の走査に同期させて回転させ、p偏
光とs偏光のスペクトルを交互に積算して、その比をと
ることにより、気相分子の吸収バンドを相殺し、平衡吸
着している表面種によるIRASスペクトルを得ること
ができた。また、気相分子の吸収を減らすために、光路
長を短くした小型セルを取り付けた超高真空装置を設け
た。
As described above, according to the present invention, the polarizer is rotated in synchronization with the scanning of the FTIR interferometer, the spectra of p-polarized light and s-polarized light are alternately integrated, and the ratio is obtained. As a result, the absorption bands of the gas phase molecules were canceled out, and an IRAS spectrum by the surface species adsorbed at equilibrium could be obtained. In order to reduce the absorption of gas-phase molecules, an ultra-high vacuum device equipped with a small cell having a short optical path was provided.

【0045】これらの装置の性能を確認するためのモデ
ルケースとして、103 Paのエチレンが存在する中で
Pt(111)表面に吸着したエチレンのスペクトルを
測定した。この方法において、大気や気相エチレンの赤
外吸収バンドによる影響を良好に相殺し、表面種による
スペクトルを与え、従来の超高真空下での実験で知られ
ているdi・σ型エチレンのみでなく、平衡吸着したπ
型エチレンが表面に存在していることを明らかにした。
[0045] As a model case for confirming the performance of these devices were measured spectra of ethylene adsorbed on Pt (111) surface in the presence of ethylene 10 3 Pa. In this method, the effect of the infrared absorption band of air and gaseous ethylene is well offset, the spectrum is given by the surface species, and only the di-σ type ethylene known in experiments under the conventional ultra-high vacuum is used. Without equilibrium adsorption
It was revealed that ethylene was present on the surface.

【0046】したがって、本発明によれば、回転偏光子
を用いた方法は簡便であり、気相分子が存在する条件だ
けでなく、超高真空下でのIRAS観測に対しても、大
気成分による吸収の除去に有効である。また、液/固界
面などの測定にも用いることが可能で、各種の分野で広
く応用されることが期待される。なお、本発明は上記実
施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づい
て種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から
排除するものではない。
Therefore, according to the present invention, the method using a rotating polarizer is simple, and not only under the conditions where gas phase molecules are present, but also under the IRAS observation under ultra-high vacuum. Effective for removing absorption. It can also be used for measuring liquid / solid interfaces and is expected to be widely applied in various fields. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 (A)請求項1又は6記載の発明によれば、偏光子をF
TIRの干渉計の走査に同期させて回転させ、p偏光と
s偏光のスペクトルを交互に積算することにより、気相
分子の吸収バンドを相殺し、平衡吸着している表面種に
よるIRASスペクトルを得ることができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) According to the first or sixth aspect of the invention, the polarizer is F
By rotating in synchronism with the scanning of the TIR interferometer and alternately integrating the spectra of p-polarized light and s-polarized light, the absorption bands of gas phase molecules are canceled out, and an IRAS spectrum is obtained by the surface species adsorbed in equilibrium. be able to.

【0048】(B)請求項2、3又は8記載の発明によ
れば、試料表面の雰囲気を調整することにより、信頼性
の高いIRASスペクトルの測定を行うことができる。 (C)請求項4又は5記載の発明によれば、大気や気相
エチレンの赤外吸収バンドによる影響を良好に相殺し、
Pt表面種によるIRASスペクトルを得ることができ
る。
(B) According to the second, third or eighth aspect of the invention, highly reliable measurement of the IRAS spectrum can be performed by adjusting the atmosphere on the sample surface. (C) According to the invention of claim 4 or 5, the effect of the infrared absorption band of air or gaseous phase ethylene is favorably offset,
An IRAS spectrum based on the Pt surface species can be obtained.

【0049】(D)請求項7記載の発明によれば、気相
分子の吸収を減らすために光路長を短くすることがで
き、表面種による正確なIRASスペクトルを得ること
ができる。
(D) According to the invention of claim 7, the optical path length can be shortened in order to reduce the absorption of gas phase molecules, and an accurate IRAS spectrum by the surface species can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示すIRAS測定装置の平面
図である。
FIG. 1 is a plan view of an IRAS measuring apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を示すIRAS測定装置のステ
ッピングモータで駆動されるワイヤーグリッド型偏光子
の概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a wire grid polarizer driven by a stepping motor of an IRAS measuring apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例を示すIRAS測定装置の超高
真空装置の側面図である。
FIG. 3 is a side view of an ultrahigh vacuum device of the IRAS measuring device showing an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例を示すIRAS測定装置の超高
真空装置に赤外用窓材を固定する部位の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of a portion for fixing an infrared window material to an ultrahigh vacuum device of an IRAS measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例を示すIRAS測定装置の超高
真空容器内に取り付けられた小型セルとその周辺部の概
略図である。
FIG. 5 is a schematic view of a small cell mounted in an ultrahigh vacuum vessel of an IRAS measuring device and a peripheral portion thereof according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例を示すIRAS測定装置の小型
セルに1.3×103 Paのエチレンを導入してp偏光
及びs偏光で測定したIRASスペクトルを示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an IRAS spectrum measured with p-polarized light and s-polarized light by introducing 1.3 × 10 3 Pa of ethylene into a small cell of the IRAS measuring apparatus showing the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例を示すPt(111)表面に1
50Kで1.3×103 Paのエチレンを導入した時の
p偏光とs偏光の比スペクトルを示す図である。
FIG. 7 shows a Pt (111) surface showing one embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the ratio spectrum of p-polarized light and s-polarized light at the time of introducing 1.3 * 10 < 3 > Pa ethylene at 50K.

【図8】本発明の実施例を示すPt(111)表面にエ
チレンを導入した時のIRASスペクトルの圧力及び温
度依存性を示す図である。
FIG. 8 is a graph showing pressure and temperature dependence of an IRAS spectrum when ethylene is introduced into a Pt (111) surface, showing an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超高真空装置 2 IRAS(赤外反射吸収分光)装置 3 ステッピングモーター 4 回転偏光子(ワイヤーグリッド偏光子) 4A 第1のタイミングギア 4B タイミングベルト 4C 第2のタイミングギア 5 グローバー光源 6 光学フィルター 7 干渉計 8 He−Neレーザー 11 超高真空容器 12 試料(金属単結晶試料) 13 InSb/MCT型半導体検出器 15 電子制御装置 16 CPU(中央処理装置) 17 メモリ 18 表示部 19 インタフェース(I/F)回路 21 試料前処理容器(上部容器) 31 IRAS測定容器(下部容器) 32,41 赤外窓 33,42,45 Oリング 34 コンフラットフランジ 35 差動排気ポート 36 ターボ分子ポンプ 37 マニピュレーター 38 小型セル 39 直線導入器 40 油回転ポンプ 43 ゲート弁 44 冷媒溜め 46 油拡散ポンプ 47 液体窒素トラップ 48 試料ホルダー 49 閉鎖循環反応装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultra-high vacuum apparatus 2 IRAS (Infrared reflection absorption spectroscopy) apparatus 3 Stepping motor 4 Rotating polarizer (wire grid polarizer) 4A 1st timing gear 4B Timing belt 4C 2nd timing gear 5 Glover light source 6 Optical filter 7 Interferometer 8 He-Ne laser 11 Ultra-high vacuum vessel 12 Sample (metal single crystal sample) 13 InSb / MCT semiconductor detector 15 Electronic control unit 16 CPU (Central processing unit) 17 Memory 18 Display unit 19 Interface (I / F) ) Circuit 21 Sample pretreatment container (upper container) 31 IRAS measurement container (lower container) 32, 41 Infrared window 33, 42, 45 O-ring 34 Conflat flange 35 Differential exhaust port 36 Turbo molecular pump 37 Manipulator 38 Small cell 39 Straight line introducer 40 Oil rotation Amplifier 43 the gate valve 44 the refrigerant sump 46 oil diffusion pump 47 liquid nitrogen trap 48 sample holder 49 closed circulation reactor

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)偏光子をフーリエ変換赤外分光干渉
計の走査に同期させて回転させ、(b)該回転に同期し
てp偏光とs偏光のスペクトルを交互に積算し、その比
をとり、(c)気相分子の吸収バンドを相殺し、金属表
面に吸着している表面種による赤外反射吸収スペクトル
を得ることを特徴とする赤外反射スペクトルの測定方
法。
(1) A polarizer is rotated in synchronization with a scan of a Fourier transform infrared spectroscopic interferometer, and (b) a spectrum of p-polarized light and s-polarized light is alternately integrated in synchronization with the rotation. (C) a method of measuring an infrared reflection spectrum, wherein the ratio of the absorption band of gas phase molecules is offset to obtain an infrared reflection absorption spectrum of a surface species adsorbed on a metal surface.
【請求項2】 請求項1記載の赤外反射スペクトルの測
定方法において、前記金属表面の雰囲気温度と圧力を調
整可能にすることを特徴とする赤外反射スペクトルの測
定方法。
2. The method for measuring an infrared reflection spectrum according to claim 1, wherein an atmosphere temperature and a pressure on the metal surface can be adjusted.
【請求項3】 請求項1記載の赤外反射スペクトルの測
定方法において、前記金属表面が金属単結晶表面である
ことを特徴とする赤外反射スペクトルの測定方法。
3. The method for measuring an infrared reflection spectrum according to claim 1, wherein said metal surface is a metal single crystal surface.
【請求項4】 請求項3記載の赤外反射スペクトルの測
定方法において、前記金属単結晶表面がPt(111)
表面であり、103 Paのエチレンが存在する中で前記
Pt(111)表面に吸着したエチレンのスペクトルを
測定することを特徴とする赤外反射スペクトルの測定方
法。
4. The method for measuring an infrared reflection spectrum according to claim 3, wherein the surface of the metal single crystal is Pt (111).
A method for measuring an infrared reflection spectrum, comprising measuring the spectrum of ethylene adsorbed on the Pt (111) surface in the presence of ethylene at 10 3 Pa on the surface.
【請求項5】 請求項3記載の赤外反射スペクトルの測
定方法において、前記金属単結晶表面がPt(111)
表面であり、150Kの温度雰囲気でエチレンが存在す
る中で前記Pt(111)表面に吸着したエチレンのス
ペクトルを測定することを特徴とする赤外反射スペクト
ルの測定方法。
5. The method for measuring an infrared reflection spectrum according to claim 3, wherein the surface of the metal single crystal is Pt (111).
A method for measuring an infrared reflection spectrum, comprising: measuring a spectrum of ethylene adsorbed on the Pt (111) surface in the presence of ethylene in a 150 K temperature atmosphere in a surface atmosphere.
【請求項6】(a)偏光子をフーリエ変換赤外分光干渉
計の走査に同期させて回転させる分光装置と、(b)該
分光装置に付設され、金属の試料がセットされるととも
に大気圧付近の圧力まで設定できる真空装置と、(c)
赤外反射吸収スペクトルを検出する検出器とを具備する
ことを特徴とする赤外反射スペクトルの測定装置。
6. A spectroscopic device for rotating a polarizer in synchronization with scanning by a Fourier transform infrared spectroscopic interferometer, and (b) a metal sample set on the spectroscopic device for setting a metal sample and an atmospheric pressure. A vacuum device that can be set up to near pressure, and (c)
An infrared reflection spectrum measuring device, comprising: a detector for detecting an infrared reflection absorption spectrum.
【請求項7】 請求項6記載の赤外反射スペクトルの測
定装置において、前記真空装置は、気相分子の吸収を減
らすために光路長を短くした小型セルを具備することを
特徴とする赤外反射スペクトルの測定装置。
7. An infrared reflection spectrum measuring apparatus according to claim 6, wherein said vacuum apparatus includes a small cell having a short optical path length for reducing absorption of gas phase molecules. A device for measuring reflection spectra.
【請求項8】 請求項6記載の赤外反射スペクトルの測
定装置において、前記金属の試料の雰囲気温度、圧力を
調整する手段を具備することを特徴とする赤外反射スペ
クトルの測定装置。
8. An infrared reflection spectrum measuring apparatus according to claim 6, further comprising means for adjusting an atmospheric temperature and a pressure of the metal sample.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2816055A1 (en) * 2000-10-30 2002-05-03 Commissariat Energie Atomique METHOD FOR QUANTITATIVE AND SELECTIVE ANALYSIS OF VOLATILE CONTAMINANT COMPOUNDS IN A GAS MIXTURE BY INFRARED SPECTROSCOPY
JP2008128652A (en) * 2006-11-16 2008-06-05 Tokyo Metropolitan Univ Electrochemical infrared spectroscope and electrochemical infrared spectroscopic measuring method
JP2008541120A (en) * 2005-05-18 2008-11-20 コミサリア、ア、レネルジ、アトミク Method for measuring porosity by ellipsometry and device for carrying out one such method
WO2013008580A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 コニカミノルタホールディングス株式会社 Interferometer, and spectrometer provided with same
JP2015187587A (en) * 2014-03-27 2015-10-29 国立大学法人山梨大学 Polarization modulation fourier transform infrared spectroscope, polarization modulation measurement unit for fourier transform infrared spectroscope, and polarization modulation fourier transform infrared spectroscopy
WO2023202115A1 (en) * 2022-04-18 2023-10-26 西湖大学 Sample pool, and infrared spectrometer based on fourier transform

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2816055A1 (en) * 2000-10-30 2002-05-03 Commissariat Energie Atomique METHOD FOR QUANTITATIVE AND SELECTIVE ANALYSIS OF VOLATILE CONTAMINANT COMPOUNDS IN A GAS MIXTURE BY INFRARED SPECTROSCOPY
WO2002037086A1 (en) * 2000-10-30 2002-05-10 Commissariat A L'energie Atomique Method for quantitative and selective analysis of volatile contaminants in a gas mixture by infrared spectroscopy
JP2008541120A (en) * 2005-05-18 2008-11-20 コミサリア、ア、レネルジ、アトミク Method for measuring porosity by ellipsometry and device for carrying out one such method
JP2008128652A (en) * 2006-11-16 2008-06-05 Tokyo Metropolitan Univ Electrochemical infrared spectroscope and electrochemical infrared spectroscopic measuring method
WO2013008580A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 コニカミノルタホールディングス株式会社 Interferometer, and spectrometer provided with same
JPWO2013008580A1 (en) * 2011-07-13 2015-02-23 コニカミノルタ株式会社 Interferometer and spectrometer equipped with the interferometer
US9261405B2 (en) 2011-07-13 2016-02-16 Konica Minolta, Inc. Interferometer and spectrometer including same
JP2015187587A (en) * 2014-03-27 2015-10-29 国立大学法人山梨大学 Polarization modulation fourier transform infrared spectroscope, polarization modulation measurement unit for fourier transform infrared spectroscope, and polarization modulation fourier transform infrared spectroscopy
WO2023202115A1 (en) * 2022-04-18 2023-10-26 西湖大学 Sample pool, and infrared spectrometer based on fourier transform

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