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SPECTRAL ANALYSIS DEVICE AND SPECTRAL ANALYSIS METHOD

Foreign code F200010068
File No. 6011
Posted date May 15, 2020
Country WIPO
International application number 2018JP038601
International publication number WO 2019097939
Date of international filing Oct 17, 2018
Date of international publication May 23, 2019
Priority data
  • P2017-222322 (Nov 17, 2017) JP
Title SPECTRAL ANALYSIS DEVICE AND SPECTRAL ANALYSIS METHOD
Abstract Provided is a spectral analysis device capable of obtaining in-plane and out-of-plane thin-film absorbance spectrums even if the angle of incidence of light irradiated from a light source onto a support body is fixed. This spectral analysis device comprises a light source 1, support body 2, linear polarization filter 3, detection unit 4, regression computation unit 5, and absorbance spectrum calculation unit 6. The support body 2 is fixed so as to produce a prescribed angle of incidence θ. The linear polarization filter 3 is constituted so that light having a polarization angle φn from 0° to 90° is irradiated onto the support body 2. The detection unit 4 detects a transmission spectrum S from transmitted light having the polarization angle φn. The regression computation unit 5 uses the transmission spectrum S and a mixing ratio R to obtain in-plane and out-of-plane spectrums Sip, Sop through regression analysis. The absorbance spectrum calculation unit 6 calculates in-plane and out-of-plane thin-film absorbance spectrums Aip, Aop on the basis of the in-plane and out-of-plane spectrums obtained in a state in which a thin film is supported by the support body 2 and a state in which the thin film is not supported by the support body.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
The functional organic material such as polyimide is known as a porphyrin, sexiphenyl, sekushichieniru, of the thin film of polytetrafluoroethylene or the like, molecules are aligned in a specific direction and orientation, or to improve the function of the new function or expression has been known. Therefore, various techniques for controlling molecular orientation have been developed. Such an orientation control is important, in the techniques for analyzing the molecular orientation of the thin film. The functional organic material has been subjected to alignment processing by analyzing the molecular orientation, the plane of the atoms in the vicinity of the surface of the thin film structure can be accurately grasped, the functional material is important in research and biotechnology.
Such as the molecular orientation in the method of analysis, Fourier transform infrared spectroscopy and soft X-ray absorption spectroscopy, ultraviolet photoelectron spectroscopy and the like are known. In addition, a more accurate analysis is possible, in combination with the infrared spectroscopy of the thin film of high refractive index on the support medium such as a high-accuracy analysis can be made incident on the polygonal resolved spectroscopy (MAIRS method) has also been known (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). This is because, in the absorption spectroscopy measurement of the spectrum of the thin film, thin film 2 and the transition moment parallel to the perpendicular to the two independent spectrum in order to obtain a technique. Here, the transition moment is parallel and perpendicular to the thin film, in the case of infrared spectroscopy, parallel and perpendicular to the vibration of the thin film may be in other words a functional group. Resolved spectroscopy is incident on the polygon, a plurality of thin film non-polarized light and an incident angle, by analyzing the transmission spectrum, and the extraordinary (the traveling direction of light electric field perpendicular to the light having the vibration) and the virtual light (light traveling direction of light having a vibration electric field) is converted into absorbance spectra of each of the present invention. Comparing the spectrum of one such well 2, the degree to which each functional group of the alignment can be easily analyzed.
Further, the support having a low refractive index cannot be used in the method MAIRS solve the problem as, support s-polarized light component of the light emitted from the polarizing filter is used to shield the p-polarized light component which are also known methods for measuring pMAIRS (Patent Document 2). PMAIRS method, the support at different angles of incidence of the p polarized light intensity of the transmitted light acquired by irradiating light from the spectrum, the spectrum and out-of-plane plane by regression calculation in the spectrum.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 薄膜の分子配向を解析するための分光解析装置であって、該分光解析装置は、
 所定の波長の光を照射可能な光源と、
 前記光源から照射される光に対して光学的に透明であり解析される薄膜を支持するための支持体であって、光源から支持体に照射される光の入射角が支持体に固有の所定の入射角θとなるように固定される支持体と、
 前記光源と支持体との間に配置される直線偏光フィルタであって、0°から90°の範囲で任意のステップのn個(n=3,4,・・・)の異なる偏光角φ nの光が支持体に照射されるように偏光角を可変可能な直線偏光フィルタと、
 前記直線偏光フィルタによるn個の異なる偏光角φ nの光が支持体を透過する透過光を受光し、透過スペクトルSを検出する検出部と、
 前記直線偏光フィルタによるn個の異なる偏光角φ nの光に対して検出部により検出される透過スペクトルSと、偏光角毎の面内スペクトルs ip及び面外スペクトルs opの混合比率Rとを用いて、回帰分析により面内スペクトルs ip及び面外スペクトルs opを得る回帰演算部と、
 前記支持体に薄膜が支持される状態と支持されない状態で前記回帰演算部によりそれぞれ得られる面内スペクトルs ip及び面外スペクトルs opを基に、薄膜面内吸光度スペクトルA ip及び薄膜面外吸光度スペクトルA opを算出する吸光度スペクトル算出部と、
 を具備することを特徴とする分光解析装置。

[請求項2]
 請求項1に記載の分光解析装置において、前記支持体に固有の所定の入射角θは、既知の標準薄膜が支持される支持体に対して光源から支持体に照射される光の入射角を0°から90°の範囲で任意に可変したときに吸光度スペクトル算出部により算出される薄膜面外吸光度スペクトルA opを、既知の標準薄膜が支持される支持体に対して全反射減衰測定法により得られるスペクトルを物理演算して得られる縦波光学スペクトルと比較して決定されることを特徴とする分光解析装置。

[請求項3]
 請求項1又は請求項2に記載の分光解析装置において、前記検出部は、0°のときに検出される透過スペクトルと90°のときに検出される透過スペクトルとの強度比を算出する強度比算出部を具備し、
 前記回帰演算部は、強度比算出部により算出される強度比を用いて混合比率Rを補正する補正部を具備する、
 ことを特徴とする分光解析装置。

[請求項4]
 コンピュータを請求項1乃至請求項3の何れかに記載の分光解析装置の回帰演算部として機能させるためのプログラム。

[請求項5]
 コンピュータを請求項1乃至請求項3の何れかに記載の分光解析装置の吸光度スペクトル算出部として機能させるためのプログラム。

[請求項6]
 薄膜を解析するための分光解析方法であって、該分光解析方法は、
 光源により所定の波長の光を照射する過程と、
 前記光源から照射される光に対して光学的に透明であり解析される薄膜を支持するための支持体を、光源から照射される光の入射角が支持体に固有の所定の入射角θとなるように固定する過程と
 前記光源と支持体との間に配置される直線偏光フィルタを、0°から90°の範囲で任意のステップのn個(n=3,4,・・・)の異なる偏光角φ nの光が支持体に照射されるように偏光角を変化させる過程と、
 前記偏光角を変化させる過程によるn個の異なる偏光角φ nの光が支持体を透過する透過光を受光し、透過スペクトルSを検出する過程と、
 前記偏光角を変化させる過程によるn個の異なる偏光角φ nの光に対して前記検出する過程で検出される透過スペクトルSと、偏光角毎の面内スペクトルs ip及び面外スペクトルs opの混合比率Rとを用いて、面内スペクトルs ip及び面外スペクトルs opを得るために回帰分析する回帰演算過程と、
 前記支持体に薄膜が支持される状態と支持されない状態で前記回帰演算過程によりそれぞれ得られる面内スペクトルs ip及び面外スペクトルs opを基に、薄膜面内吸光度スペクトルA ip及び薄膜面外吸光度スペクトルA opを算出する吸光度スペクトル算出過程と、
 を具備することを特徴とする分光解析方法。

[請求項7]
 請求項6に記載の分光解析方法において、前記透過スペクトルSを検出する過程は、0°のときに検出される透過スペクトルと90°のときに検出される透過スペクトルとの強度比を算出する過程を具備し、
 前記吸光度スペクトル算出過程は、強度比を算出する過程により算出される強度比を用いて混合比率Rを補正する過程を具備する、
 ことを特徴とする分光解析方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • KYOTO UNIVERSITY
  • Inventor
  • HASEGAWA, Takeshi
  • SHIOYA, Nobutaka
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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