JPS61122546A - 薄膜の光吸収特性測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特に液面上に展開されたＮ膜の特性を光学的
に測定する方法に関するもので、更に詳しくは、薄膜の
種々の特性分析の基礎となる光吸収特性の測定方法に関
する０本発明は、例えば単分子累積膜の形成に際し、累
積すべく液面上に展開された単分子膜の特性分析等に利
用されるものである。

［°従来の技術］ 従来、ある試料の光吸収特性を測定する方法としては、
透過率又は反射率から光吸収特性を求める方法がある。

しかし、試料に光が照射された場合、透過光、反射光の
他に散乱光があり、更に高精度を期すためには光の吸収
成分を直接測定する方法が光吸収特性評価上重要となる
。

光の吸収成分を直接測定する方法としては、断続的に光
を照射すると、試料に吸収された光エネルギーが無輻射
緩和過程により、断続的に熱に変換されることを利用し
た測定法である光音響分光法（Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔ
ｉｃ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：　　ＰＡＳ）や光熱
輻射分光法（Ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌ　Ｒａｄｉｏｍ
ｅｔｒｙ：　　ＰＴＲ）がある。

ＰＡＳ法は、検出器の種類によりマイクロホン法と圧電
素子法に分けられるが、マイクロホン法では試料を密閉
した試料室にいれる必要があり、圧電素子法では検出器
と試料の配置が問題となり、いずれも液面上に展開され
た薄膜の測定には不向きである。また、　ＰＴＲ法は、
赤外線検出器を用いていることから、水蒸気等の大気変
動の影響を受けやすいという欠点がある。

一方、やはり光の吸収成分を直接測定する方法として、
光熱偏向分光法（ＰｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌＤｅｆｌｅ
ｃｔｉｏｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：　　ＰＤＳ　
）と言われる方法がある。このＰＤＳ法は、試料の光吸
収による発熱と共に試料内及び試料近傍に温度分布が生
じて屈折率が変化し、これによってそこに入射する光が
偏向することを利用したものである。即ち、試料の測定
部位に、光吸収されたときに発熱による温度分布を生じ
させて屈折率を変化させる励起光と、これによる偏向量
を測定するためのプローブ、　　光とを照射し・励起光
の波長とプ０−ブ光の偏向量とから試料の光吸収特性を
測定するものである。この方法は、試料と検出系が独立
に設定でき、現場での計測や遠隔計測に適しており、本
発明の基本原理もこのＰＤＳ法による。

上記ＰＤＳ法は、励起光とプローブ光の配置によって、
横方向（ｔｒａｎｓｖｅｒＳｅ）型と縦方向奉（ｃｏｌ
ｌｉｎｅａｒ　）型の二通りがあり、いずれ−も上述の
ように試料の励起光吸収量に応じたプローブ光の偏向量
を測定するもので、検出器としては位置敏感検出器（Ｐ
ＳＤ）を用いることが多い。

第９図（ａ）は縦方向型の例で、励起光源１３より出た
励起光１４は、チョッパー１５で断続光となり、レンズ
３４で集束されて試料４′に照射される。プロニブ光源
６より出たプローブ光７は、レンズ３５及びミラー等の
光路調整器９で励起光１４が照射されている試料４′の
領域を通過して検出器１０へと至り、点線で示されるよ
うに偏向したときの偏向量が測定される。第９図（ｂ）
は横方向型の例で。

プローブ光７が試料４′の表面に平行に照射される点が
縦方向型と相違するだけで他は同様である。

このＰＤＳ法の理論的取扱いは、試料内の熱伝導方程式
を解けばよく、偏向角φとして測定される偏向量は、励
起光強度、屈折率の温度係数（つｎ／？〒）、プローブ
光の通過する領域での温度勾配（δＴ／δＸ）等に比例
することになる。試料の光吸収係数に比例する項は（つ
↑７つりに含まれる。また（’３ｎ／ａＴ　）は、°試
料によっては正負いずれかの値をとり得、このことは偏
向角も正負両方の場合があることを示している。

しかしながら、このＰＤＳ法をそのまま液面上に展開さ
れた薄膜についての測定に適用すると、試料たる薄膜が
極めて薄いものであるため、次のような不都合を生ずる
。ここで液面上に展開された薄膜とは、例えば単分子膜
のように、液面上に浮きも沈みもせずに広げられた薄い
膜をいう。

液面上に展開された薄膜の場合、照射される励起光の薄
膜通過領域が短いため、励起光が液面に達する前の外環
境による影響、例えば空気中の粉塵やゆらぎの影響を受
けやすい、また、励起光が薄膜到達後の不要な反射光や
透過光の影響もＳ／Ｎ比を低下させる原因となり、精度
及び感度のよい測定が困難となる。特に、液面上の気相
に特殊な気体を用いて液面上の薄膜と相互作用を利用す
る系においては、励起光が通過する気体領域をできるだ
け短かくする必要があるが、実現が困難である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、液面に展開された薄膜という極めて薄く特異
な環境下にある試料について、その光吸収特性を精度及
び感度よく測定できるようにすることをその解決すべき
問題点とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明において上記問題点を解決するために講じられた
手段は、液面上に展開された薄膜の測定部位に断続的に
励起光を照射しつつこの測定部位又はその近傍にプロー
ブ光を照射し、このプローブ光の偏向量から光吸収特性
を測定するに際し、薄膜が展開されていない液面を形成
してその参照部位にも断続的に励起光を照射しつつこの
参照部位又はその近傍にプローブ光を照・射してプロー
ブ光の偏向量を求め、両偏向量を比較する一方、前記両
励起光を液面で全反射される入射角で液体側から照射す
る薄膜の光吸収特性測定方法とすることである。

［作　用］ 励起光が試料たる薄膜に吸収されると、励起光の照射時
と非照射時とでは測定部位及びその近傍の屈折率が変化
するので、これをプローブ光の偏向量として検出するこ
とによって光吸収特性を測定することができる。この原
理自体は従来のｐｕｓ装置と同様である。

ところで、本発明では、試料が液面上に展開された薄膜
であり、しかも励起光は、薄膜が展開している液面で全
反射されるよう液体側から照射されるものである。励起
光は液体内を通って薄膜に照射されるので、空気中を通
って照射されるときのように空気中の粉塵やゆらぎの影
響を受けるこへ　とがない、薄膜へ照射された励起光は
、液面で全反射され、液面上の気相へと抜ける透過光は
、全反射時のエバネッセント波としての波長オーダー以
下のごくわずかのものであるので、透過光が測定価に影
響を及ぼす心配もない。また励起光は。

液面で規則的に反射されることになるため、不規則な反
射光による悪影響も生じないものである。

更に、上記薄膜が展開されている液面の測定部位と薄膜
が展開されていない参照液面の参照部位の偏向量を比較
することによって、薄膜の有無による差を測定でき、他
の影響を相殺して高精度の測定が可能となっている。

［実施例］ 第１図において１は液体２を収容した液槽で、その液面
３上には試料たる薄膜４が展開されている。また、この
薄膜４が展開されている液面３の一部を仕切枠５で仕切
ることによって、薄Ｉｌ［４が展開されていない液面３
′が参照液面として形成されている０図示される薄Ｉｌ
［４は、単分子膜を模式的に表わしたものである。

液槽ｌの側方にはプローブ光源６が設けられている。こ
のプローブ光源６から出射されたプローブ光７は、ビー
ムスプリッタ−や／Ｘ−フミラー等の光路分割手段８ａ
及びミラー等の光路調整手段９ａを介して、両液面３．
３′直下で液面３，３′と平行方向にプローブ光？ａ、
　７ｂとして照射されるものである。また、プローブ光
源５と液槽１を挟んで反対側には、送られて来るプロー
ブ光７ａ、　７ｂの位置を各々検出する検出器１０ａ、
　ｌＯｂが設けられている。この検出器１０ａ、　１０
ｂの信号は、ドライバー１１ａ、　ｌｌｂを介してロッ
クインアンプ１２へ送られるようになっている。

プローブ光源６に隣接して、励起光源１３が設けられて
いる。この励起光源１３から出射された励起光１４は、
光路分割手段８ｂ及び光路調整手段９ｂを介して、液面
３上の薄１１４の測定部位及び液面３′の参照部位に向
けかつ液面３，３′で全反射される角度で、励起光１４
ａ、　１４ｂとして照射されるものである。励起光１４
の光路に沿った位置に、励起光１４を断続光として照射
するためのチョッパー１５が設けられている。また、励
起光源１３から出射分割されて液面３．３′で全反射さ
れた励起光１４ａ。

１４ｂが液槽ｌから出た位置には、この励起光１４ａ。

１４ｂを吸収するための吸収体ＩＥｔａ、　１８ｂが設
けられている。

チョッパー１５はロックインアンプ１２に接続されてい
て、千Ｍ　？パー１５から送られる励起光１４の断続状
態を示す信号を参照信号として、検出器１０ａ。

ＩＱｂからの信号を同期検出できるようになっている。

プローブ光源６、励起光源１３、チョッパー１５及びロ
ックインアンプ１２は、各々測定制御器１７に接続され
ている。測定制御器１７は、プローブ光７（７ａ、　７
ｂ）及び励起光１４　（１４ａ、　１４ｂ）の光路及び
波長並びにチョッパー１５による励起光１４の断続間隔
を制御すると共に、ロックインアンプ１２からの信号に
よって光吸収特性を算出するものである。

尚、液槽１は、少なくともプローブ光７ａ、　７ｂ及び
励起光１４ａ、　１４ｂの光路となる部分に透明な窓を
設けておけば、ことさら全体を透明とする必要はない、
また、液体２は、励起光１４　（１４ａ、　１４ｂ）に
ついて吸収の小さいものであればプローブ光７（７ａ、
　？ｂ）へ多少直接影響を与えるものであっても測定に
さほど悪影響はないが、透明であることが好ましい。

まず、励起光源１３より出射された励起光１４は、千璽
ツバ−１５により断続光に変調された後２条の励起光１
４ａ、　１４ｂに分割され、液槽１の液面３上に展開さ
れている薄膜４の測定部位及び液面３′の参照部位を液
面３．３′下より照射する。このとき、励起光ｔ４ａ、
　１４ｂは、入射角が液体２の臨界角より大きくなるよ
うに入射され、液面３，３′で全反射され、液体ｚ内を
通過して液槽ｌの外・へ出る。液面３，３′上の気相に
は、全反射の時のエバネッセント波として、波長オーダ
ー以下のごくわずかな光がしみ出すだけである。液槽ｌ
から出た励起光１４ａ、　１４ｂは、吸収体ｌｅａ、　
１８ｂにより吸収され、不要な光がカットされる。励起
光１４ｂが全反射される液面３上の領域では、液面３上
の薄膜４が光を吸収し、無放射輻射過程により、断続的
に熱を発生し、そのため、近傍の屈折率変化が断へ　続
的に生じることになる。また、励起光１４ａが全反射さ
れる参照部位の領域では、薄ｓ４が存在しないため、そ
の近傍の屈折率変化はほとんど生じない。

一方、プローブ光源６かも出射されて２条に分割された
プローブ光７ａ、　７ｂは、液面３，３′直下を液面３
，３′と平行に通るため、測定部位及び参照部位近傍を
通ることになる。特にプローブ光７ｂは、上述のように
断続的に屈折率変化を生じる測定部位近傍を通ることに
なり、変化した屈折率分布に応じて、点線で示されるよ
うに光路が偏向することになる。

検出器１０ａ、　ＬＯｂは、継続してプローブ光７ａ、
　７ｂを受け、プローブ光７ａ、　７ｂの受光位置をド
ライ／＜−１１ａ、　ｌｌｂを介してロックインアンプ
１２へ送る。ｌ：ｆｆツクインアンプＩ２は、この検出
器１０ａ、　１０ｂからの信号を受けると同時にチョッ
パー１５からの信号を受けており、両信号を同期させる
ことによって、励起光１４ａ、　１４ｂ照射時のプロー
ブ光７ａ、　７ｂの受光位置信号と、励起光１４ａ、　
１４ｂ非照射時のプローブ光７ａ、　７ｂの受光位置信
号とをＳ／Ｎ比良く区分けして測定制御器１７へ送る。

測定制御器１７は、この送られて来た信号に基づき、そ
の時の励起光１４　（１４ａ、　１４ｂ）　（７）波長
についてのプローブ光７ａ。

７ｂの偏向量を各々求め、両偏向量を比較して薄膜４の
有無による差に基づいて光吸収特性を算出する。また、
励起光１４　（１４ａ、　１４ｂ）の波長を順次変えな
がら同様の測定を行えば、薄！Ｉ４の分光吸収特性を得
ることができる。

この測定に際して、測定部位及び参照部位は、測定制御
器１７で励起光１４　（１４ａ、　１４ｂ）の光路を調
節することで自由に選択でき、また液面３，３′の位置
に応じてやはり測定制御器１７でプローブ光７　（７ａ
、　７ｂ）の光路を調節して正確を期すことができる。

また、プローブ光源６、励起光ｓ１３及び千１ツバ−１
５に必要な調節を全て測定制御器１７で自動的に行うよ
うにし、操作を簡略化することも可能である。

励起光１４ｂの測定部位における光量分布、液体２の熱
による屈折率変化の特性、プローブ光７ｂの入射ビーム
位置及びその時の偏向量から薄膜４及びその他の要因に
よって吸収された光エネルギーが求まる。また、励起光
１４ａから同様にして、薄膜４以外の要因で吸収された
光エネルギーが求まる。従って、励起光１４ａ、　１４
ｂの薄膜４への照射エネルギーをフォトセンサー等でモ
ニターしておけば、これらから薄膜４の絶対的な光吸収
特性が得られる。そして、励起光１４　（１４ａ、　１
４ｂ）の波長を変化させることにより、絶対的分光吸収
特性が得られる。また、励起光１４ａ、　１４ｂの各波
長における相対強度を予め求め、波長に対応したプロー
ブ光７ａ、　？ｂの偏向量を求めるだけでも、相対的な
分光吸収特性を得ることができる。光吸収特性の相対値
、絶対値は、測定の目的に応じ適宜選択すればよい。

プローブ光７ａ、　７ｂは、第２図に示されるように、
励起光１４ａ、　１４ｂと共に測定部位及び参照部位で
全反射させるようにしてもよい、このようにすると、液
体２の大きな屈折率変化を生ずる部分を通過させること
ができ、高感度の測定ができる利点がある。

プローブ光７ａ、　７ｂは、第３図に示されるように、
液面３．３′近くの気相中を通過させ、気相部の屈折率
変化の影響下に置くこともできる。このようにすると、
プローブ光７ａ、　７ｂと励起光１４ａ。

１４ｂが全く交差しないので、プローブ光７ａ、　７ｂ
に対して励起光１４ａ、　１４ｂが交差することによっ
て及ぼす影響を除去することができる。

また、第４図に示されるように、液面３，３′下に鏡面
１８ａ、　１８ｂを配置して励起光１４ａ、　１４ｂを
多重反射させることもできる。即ち、励起光１４ａ。

１４ｂは、液面３．３′で全反射され、更に鏡面１８ａ
、　１８ｂで反射され、再び液面３，３′を照射する。

液面３．３′と平行に鏡面１８ａ、　１８ｂを設定すれ
ば、鏡面の存在する領域で反射を繰返し、複数の測定部
位及び参照部位を照射することになり、そこにプローブ
光７ａ、　７ｂを通過させれば、プローブ光７ａ、　７
ｂは偏向される領域が増大するため、高感度な検出を行
うことができる。入射角θ、鏡面１８ａ、　１８ｂと液
面３．３”（７）距離ｄ、反射領域を文へ　とすれば、
励起光照射回数Ｎは次式のような関係がある。即ち、Ｎ
　＝　ｌ　／　（２ｄ　ｔａｎθ）の関係が成立し、例
えば、立−３０＋ｗ腸、ｄ　＝　０−５ｍ肩、θ＝６０
６とすればＮ崎１８となり、感度を約１８倍上げること
ができる。

更に、第５図に示されるように、プローブ光７ａ、　７
ｂを、液面３，３′付近に設けた、例えばニオブ酸リチ
ウム結晶、酸化チタン結晶、二酸化ケイ素結晶、ガラス
、プラスチック等の屈折率変化の大きな媒体１３ａ、　
１９ｂ中に通すこともできる・即ち、測定部位及び参照
部位の光吸収によって発生した熱を、その近傍に液面３
，３′と平行に配置した熱屈折率変化の大きな媒体１９
ａ、　１９ｂに作用させて屈折率変化に変換し、その媒
体１９ａ、　１ｆｌｌｂ中をプローブ光７ａ、　７ｂを
通過させ、プローブ光７ａ、　？ｂの偏向量を拡大し、
高感度検出を図ることができる。

本発明による光吸収特性の測定は、液槽１を第６図及び
第７図に示されるようなものとして、単分子累積膜の取
得時に利用すると有益である。

発明者にちなんでラングミュア・プロジェット法と呼ば
れる単分子膜累積法（以下ＬＢ法という。

新実験化学講座１８巻４３８頁〜５０７頁丸善参照）に
おいては、液面３上に形成した単分子膜を基板２０の表
面上に移し取り、１枚ずつ重ねて超薄膜を作るため、液
面３上の薄膜の特性が重要である。　ＬＢ法により基板
２０上に移し取った累積膜の構造や分子配向が液面３上
の展開単分子膜の状態を基にしていることは当然である
が、その状態がそのまま基板２０上に移されているかど
うかには問題がある０本発明は、液面３上に展開された
単分子膜がそのままの状態で基板２０上に移し取れるか
どうかを分析するのに利用できるものである。以下に、
単分子累積膜を得るための液槽１及びその手順を説明す
る。

第６図及び第７図に示されるように、液体２が収容され
た浅くて広い角型の液槽ｌの内側に、例えばポリプロピ
レン製等の内枠２１が水平に釣ってあり、水面３，３′
を仕切っている。液体２としては、通常純水が用いられ
る。内枠２１の内側には、例えばやはりポリプロピレン
製等の成膜枠２２が浮かべられている。成膜枠２２は、
幅が内枠２１の内幅より僅かに短かい直方体で、図中左
右方向に二次元ピストン運動可能なものとなっている。

成膜枠２２には、成膜枠２２を図中右方に引張るための
重錘２３が滑車２４を介して結び付けられている。また
、成膜枠２２上に固定された磁石２５と、成膜枠２２の
上方で図中左右に移動可能で磁石２５に接近すると互に
反撥し合う対磁石２Ｂとが設けられていて、これによっ
て成膜枠２２は図中左右への移動並びに停止が可能なも
のとなっている。このような重錘２３や一組の磁石２５
．２８の代りに、回転モーターやプーリーを用いて直接
成膜枠２２を移動させるものもある。

内枠２１内の両側には、吸引パイプ２７を介して吸引ポ
ンプ（図示されていない）に接続された吸引ノズル２８
が並べられている。この吸引ノズル２８は、単分子膜や
単分子累積膜内に不純物が混入してしまうのを防止する
ために、液面３．３′上の不要になった前工程の単分子
膜等を迅速に除去するのに用いられるものである。尚、
２０は基板ホルダ２８に取付けられて垂直に上下される
基板である。

まず、成膜枠２２を移動させて、液面３，３′上の不要
となった単分子膜等を掃き寄せながら吸引ノズル２Ｂか
らすすり出し、液面３，３′を浄化する。こうして清浄
化された液面３，３′の左端に成膜枠２２を寄せて、例
えば、〜５　Ｘ　１Ｏ−３ｔａｎ文／立の濃度でベンゼ
ン、クロロホルム等の揮発性溶媒に溶かした膜構成物質
の溶液を、スポイト等で数滴液面３上にたらす、この溶
液が液面３上に広がり、溶媒が揮発すると、単分子膜が
液面３上に残されることになる。

上記単分子膜は、液面３上で二次元系の挙動を示す０分
子の面密度が低いときには二次元気体の気体膜と呼ばれ
、一分子当りの占有面積と表面圧との間に二次元理想気
体の状態方程式が成立する。

次いで、この気体膜の状態から、徐々に成膜枠２２を右
方に動かし、単分子膜が展開している液面へ　　３の領
域を次第に縮めて面密度を増してやると、分子間相互作
用が強まり、二次元液体の液体膜を経て二次元固体の固
体膜へと変わる。この固体膜となると、分子の配列配向
はきれいに揃い、高度の秩序性及び均一な超薄膜性を持
つに至る。そして、このときに基板２０の表面に当該固
体膜となった単分子膜を付着させて移し取ることが可能
となる。また、同一の基板に複数回単分子膜を重ねて移
し取ることによって、単分子累積膜を得る′ことができ
る。尚、基板２０としては、例えばガラス、合成樹脂、
セラミック、金属等が使用されている。

単分子膜を液面３上から基板２０の表面に移し取る方法
は大別して２種類ある。−は垂直浸漬法で他は水平付着
法である。垂直浸漬法とは、液面３上の単分子膜に累積
操作に好適な一定の表面圧をかけながら、膜を横切る方
向、即ち、垂直方向に基板２０を上下させることにより
単分子膜を移し取る方法である。水平付着法とは、基板
２ｏを水平に保ちながら上から液面３にできるだけ近づ
け、わずかに傾けて一端から単分子膜に触れて付着する
方法である。

上記基板２０へ移し取るのに好適な単分子膜の状態下に
おいて当該移し取り操作を行うべく、単分子膜の表面圧
を計測することが行われている。一般に、移し取るのに
好適な単分子膜の表面圧は１５〜３０ｄｙｎ／ｃｍとさ
れている。この範囲外では、分子の配列配向が乱れたり
膜の剥れを生じやすくなる。もっとも、特別の場合、例
えば、膜構成物質の化学構造、温度条件等に゛よっては
、好適な表面圧の値が上記範囲からはみ出ることもある
ので、上記範囲は一応の目安である。

上記単分子膜の表面圧は、表面圧測定器（図示されてい
ない）によって自動的かつ継続的に計測されるものであ
る。表面圧の測定器としては、単分子膜に覆われていな
い液面３′と、単分子膜に覆われた液面３との表面張力
の差から間接的に求める方法を応用したものや、単分子
膜に覆われていない液面３′と、単分子膜に覆われた液
面３とを区切って浮ぶことになる成膜枠２２に加わる二
次元的正方を直接測定するもの等があり、各々特色があ
る。また、通常、表面圧と共に単分子膜の一分子当りの
占有面積及びその変化量も計測される。占有面積及びそ
の変化量は、を膜枠２２の左右前述した成膜枠２２の動
きは、上記測定器によって計測される単分子膜の表面圧
に基づいて制御されるものである。即ち、移し取り操作
に好適な範囲内で選ばれた一定の表面圧を単分子膜が常
に維持するよう、対磁石２８を左右に移動させる駆動装
置（図示されていない）が表面圧測定器により計測され
た単分子膜の表面圧に基づいて制御される。この成膜枠
２２の移動制御は、膜構成物質の溶液滴下後、単分子膜
の移し取り操作開始迄だけでなく、移し取り操作中も継
続して成されるものである。例えば、移し取り操作にお
いて、単分子膜が基板２０に移し取られて行くに従って
、液面３上　　゛の単分子膜分子の面密度は低下し、表
面圧も低下することになる。従って、成膜枠２２を移動
させて単分子膜の展開面積を縮小し、その表面圧低下分
を補正して一定表面圧を維持することが必要となる。

上述のように、単分子累積膜を得るには種々の微妙な調
整が要求されるものである。しかし、これまでどのよう
な条件が最適条件となるかは種々＾”＃　　［６＋デ　
−　こ　ｈ　挿　栖　ば　Ｊｍｒ　　−μ　　　々　諷
　Ｊ紮−−リ　１−　＾　累分子膜が累積に適した状態
となっているか否かは、表面圧等で間接的に確認するこ
としかできず、正確さに欠けているのである。ところで
、本発明を前記表面圧測定器の代りに利用すれば、液面
３上の単分子膜の特性をその場で検知でき、その都度最
適条件下で累積させて行くことが可能となるものである
。このとき液面３′を参照液面として利用することもで
きる。

次に、単分子累積膜の取得時に本発明を利用するに適し
た実施例を第８図で説明する。

液体２が収容された液槽ｌの一側に支持柱３０が立上げ
られており、そこに基板２０を保持した基板ホルダ２９
が取付けられていて、基板２０を液面３に向って上下に
垂直移動できるようになっている。

液槽ｌ内の底部には昇降装置３１が設けられていて、そ
の上に計測ユニット３２が設置されている。

へ　　計測ユニット３２は、ドーナツ状に中抜きとなっ
た略口形を成すもので、その内周側底辺部は、計測ユニ
ット３２内を液体２から仕切った状態でプローブ光７ａ
、　７ｂと励起光１４ａ、　１４ｂを通過させる窓部３
３となっていて、昇降装置３１でその上方に液面３．３
′が位置するよう調節されている。この窓部３３上には
、単分子膜である薄Ｍ４が展開されている液面３の一部
を仕切って、薄＠４が展開されていない液面３′を形成
するための仕切枠５が突出されている。計測ユニット３
２内には、プローブ光源６、励起光源１３、チョッパー
１５、光路分割手段８ａ、　８ｂ、光路調整手段９ａ−
９ｃ、検出器１０ａ、　１０ｂ及び吸収体１１３ａ、　
１８ｂが設けられている。尚、２２は、単分子膜である
薄ＷＩ４の表面圧を調整するための成膜枠である。

上記実施例によれば、励起光１４は２条の励起光１４ａ
、　１４ｂに分割されて測定部位と参照部位に照射され
る一方、プローブ光７も２条の励起光７ａ、　７ｂに分
割されて測定部位と参照部位に照射され、薄膜４の光吸
収特性を高感度で測定されることば第２図で説明した通
りである。特に本実施例によれば、薄膜４を単分子膜と
してこれを形成しつつ光吸収特性を測定でき、これから
形成されている単分子膜の特性を容易に分析できるので
、基板２２に累積される単分子累積膜をより高精度のも
のとすることができる。また、ユニット化されているの
で、測定系に外界から与えられる影響を減少させること
ができ、液槽ｌへの直脱も容易である。

［発明の効果］ 本発明によれば、液面上に展開されている薄膜の光吸収
特性の測定に当り、反射光及び透過光の影響並びに励起
ビームを空気中に通すことによる悪影響を排除でき、高
感度、高精度の測定が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図ないし
第５図は各々他の実施例の説明図、第６図及び第７図は
単分子累積膜を得る場合の液槽及び手順の説明図、第８
図は単分子累積膜の取得時に利用するに適した実施例の
説明図、第９図（ｄ）。 （ｂ）は従来技術の説明図である。 １：液槽、２：液体、３．３’：液面、４：薄膜、５：
仕切枠、６：プローブ光源、７　、７ａ、　７ｂニブロ
ーブ光、 ８ａ、８ｂ：光路分割手段、 ９ａｘ９ｃ：光路調整手段、１０ａ、　ＩＱｂ　：検出
器。 １１ａ、　ｌｌｂ　：　ドライバー、 １２：ロックインアンプ、１３：励起光源、１４、１４
ａ、　１４ｂ　：励起光、１５：チョッパー、ｌｅａ、
　１８ｂ　：吸収体、１７：測定制御器、１８ａ、　１
８ｂ　：鏡面、１９ａ、　１９ｂ　：媒体、２０：基板
、２１：内枠、２２：成膜枠、２３：重錘、２４：滑車
、２５：磁石、２６二対磁石、２７：吸収パイプ、２８
：吸引ノズル、２３：基板ホルダ、３０：支持柱、３１
：昇降装置、 ３２：計測ユニット、３３：窓部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）液面上に展開された薄膜の測定部位に断続的に励起
   光を照射しつつこの測定部位又はその近傍にプローブ光
   を照射し、このプローブ光の偏向量から光吸収特性を測
   定するに際し、薄膜が展開されていない液面を形成して
   その参照部位にも断続的に励起光を照射しつつこの参照
   部位又はその近傍にプローブ光を照射してプローブ光の
   偏向量を求め、両偏向量を比較する一方、前記両励起光
   を液面で全反射される入射角で液体側から照射すること
   を特徴とする薄膜の光吸収特性測定方法。