JPS61122549A - 薄膜の光吸収特性測定装置 - 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薄膜の特性を光学的
に測定する装置に関するもので、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装置に関
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装置としては、
透過率又は反射率から光吸収特性を求める装置がある。

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こと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装置としては、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
た測定装置である光音響分光装置（Ｐｈｏｔｏａｃｏｕ
ｓｔｉｃ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：　　ＰＡＳ）や
光熱輻射分光装置（Ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌ　Ｒａｄ
ｉｏｓ＋ｅｔｒｙ：ＰＴＲ）がある。

ＰＡＳ装置は、検出器の種類によりマイクロホン方式と
圧電素子方式に分けられるが、マイクロホン方式では試
料を密閉した試料室にいれる必要があり、圧電素子方式
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、ＰＴ
Ｒ装置は、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装置として、
光熱偏向分光装置（ＰｈａｔｏｔｈｅｒｍａｌＤｅｆｌ
ｅｃｔｉｏｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：　　ＰＤＪ
　）と言われる装置がある。このＰＤＳ装置は、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
の波長とプロー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。この装置は、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装置と同様である。

上記ＰＤＳ装置は、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（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（ＰＳ
Ｄ）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。プローブ光源
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１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装置における理論的取扱いは、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（２５ｎ／ａＴ　
）　、プローブ光の通過する領域での温度勾配Ｃ’ｉ：
）ＴＩ’１ｆ）ｘ　）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（３Ｔ／？ｘ　）に含まれる
。また（ａｎ／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装置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、少なくとも一部の液面を残して液面上に薄膜が
展開される液体を収容した液槽と、励起光を出射する励
起光源と、この励起光を、液面下から液面上の薄膜の測
定部位へ当該液面で全反射される入射角で照射される励
起光と、液面下から薄膜の展開されていない液面の参照
部位へ当該液面で全反射される入射角で照射される励起
光どに分割する光路分割手段と、励起光を測定部位及び
参照部位へ到達する前に断続光とするチョッパーと、プ
ローブ光を出射するプローブ光源と、このプローブ光を
、測定部位又はその近傍を通るプローブ光と、参照部位
又はその近傍を通るプローブ光とに分割する光路分割手
段と、分割照射゛された両プローブ光の偏向量を検出す
る検出器とを有する薄膜の光吸収特性測定装置とするこ
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へ 同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ＰＤＳ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７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、透過光が測定値に影響を
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ｌ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、薄膜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
膜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−やハーフミラ−等の光路分割手段８ａ及
びミラー等の光路調整手段８ａ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７ａ、　
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ｌ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、
　、１０ｂが設けられている。この検出器１０ａ、　１
０ｂの信号は、ドライバー１１ａ、　ｆｌｂ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上の薄膜４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１４ａ
、　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
るための千重ツバ−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１８ａ、　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、チョッパー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。

１０ｂからの信号を同期検出できるようになっていす 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　
、　７ｂ）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？ａ、　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、チョ
ッパ−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ｌ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１４ａ、
　１４ｂは、入射角が液体２の臨界角へ 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２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１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、薄膜４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から出射されて２条に分割された
プローブ光？ａ、　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、　１０ｂ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。ロックインアンプ１２は、この゛検出器１
０ａ、　ｌＯｂ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、　１４
ｂ非照射時のプローブ光７ａ、　？ｂ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）の波長についての
プローブ光７ａ。

７ｂの偏向量を各々求め１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、薄膜４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、励起光源１３及びチ！−／パー
１５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ｌＩ４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、　１
４ｂ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、　
１４ｂ）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、　７
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、　Ｗｂ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？ａ、　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′へ　下に
鏡面１８ａ、　１８ｂを配置して励起光１４ａ、　１４
ｂ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、　Ｗ
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′の距離ｄ、反射領域を又とすれば、励起光照
射回数Ｎは次式のような関係がある。即ち、Ｎ＝皇／　
（２ｄ　ｔａｎθ）の関係が成立し、例えば、文＝３０
■厘、ｄ　＝　０．５＋ｗｍ、θ−ｇｏ。

とすればＮ　＃　１８となり、感度を約１８倍上げるこ
とができる。

更に、第５＠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ｌｅａ、　
ｌＢｂ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１１
３ａ、　１９ｂに作用させて屈折率変化に変換し、その
媒体１９ａ、　１１３ｂ中をプローブ光７ａ、　Ｗｂを
通過させ、プローブ光？ａ、　７ｂ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４８８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の内側辷は、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回部で磁石２５に接近すると互に
反撥し合う対磁石２８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、
２ｏは基板ホルダ２９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２８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、〜５Ｘ１Ｇ−３腸ｏＪＬｌ見の濃度でベンゼン、
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１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／ａｍ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
膜の剥れを生じゃすくなる。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０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
次元的圧力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、成膜枠２２の左右の動きから求められる。

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２Ｂ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０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の実験によらなければ
ならず、また液面３上の単分子膜が累積に適した状態と
なっているか否かは１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５　
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
ができる。

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２３
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ｌ、Ｎる。

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

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３
２内を液体２から仕切った状態でプローブ光７ａ、　７
ｂと励起光１４ａ、　１４ｂを通過させる窓部３３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
子膜である薄膜４が展開されている液面３の一部を仕切
って、薄［ｌ１４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３２
内には、プローブ光源６、励起光源１３、チョッパー１
５、光路分割手段８ａ、　８ｂ、光路調整手段９ａ〜９
ｃ、検出器１０ａ、　１０ｂ及び吸収体１８ａ、　１８
ｂが設けられている。尚、２２は、単分子膜である薄膜
４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、　？ｂに分
割されて測定部位と参照部位に照射され、薄ｌ１４の光
吸収特性を高感度で測定されることは第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（ａ）。 （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、 ９ａ−９ｃ：光路調整手段、ｌｅａ、　１０ｂ　：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
、１゜ ２５：磁石、２８；・舛磁石、２７：吸収ノぐイブ、２
８：吸引ノズル、２９：基板ホルダ、３ｏ：支持柱、３
１：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）少なくとも一部の液面を残して液面上に薄膜が展開
   される液体を収容した液槽と、励起光を出射する励起光
   源と、この励起光を、液面下から液面上の薄膜の測定部
   位へ当該液面で全反射される入射角で照射される励起光
   と、液面下から薄膜の展開されていない液面の参照部位
   へ当該液面で全反射される入射角で照射される励起光と
   に分割する光路分割手段と、励起光を測定部位及び参照
   部位へ到達する前に断続光とするチョッパーと、プロー
   ブ光を出射するプローブ光源と、このプローブ光を、測
   定部位又はその近傍を通るプローブ光と、参照部位又は
   その近傍を通るプローブ光とに分割する光路分割手段と
   、分割照射された両プローブ光の偏向量を検出する検出
   器とを有することを特徴とする薄膜の光吸収特性測定装
   置。