通过宽带SPR/PWR光谱学对纳米孔膜进行非破坏性多参数量化
Ziwei Liu1,2,3, Xiumei Wan1,2,4, Hongyi Tang1,2
1State Key Laboratory of Transducer Technology, Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China. zhimei-qi@mail.ie.ac.cn.
The Analyst
|November 12, 2025
概括
使用表面等离子体共振 (SPR) 或等离子体波导共振 (PWR) 谱学的新算法,可以同时,非破坏性地测量纳米孔状薄膜 (NPTF) 中的薄膜厚度和孔隙性. 这种方法为先进的材料设计提供了准确的表征.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 纳米孔薄膜 (NPTF) 的准确表征对于它们在各种技术中的应用至关重要.
- 对薄膜厚度 (d) 和孔隙度 (P) 的非破坏性测量对于NPTF设计和合成至关重要.
- 现有的方法可能缺乏复杂的NPTF表征所需的精度或非侵入性.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的算法,用于同时,非破坏性测量介电NPTF的厚度 (d) 和多孔度 (P).
- 为了利用宽带表面等离子体共振 (SPR) 或等离子体波导共振 (PWR) 光谱来进行增强的NPTF分析.
- 提供一种可靠的方法来准确地描述NPTF,包括TiO2和SiO2膜.
主要方法:
- 该NPTF被涂在SPR传感器芯片上,增强光-NPTF相互作用.
- 在不同的条件下 (角度,介质或两极化) 获得两个共振光谱.
- 一个新的算法使用弗雷内尔和布雷格曼方程处理光谱来导出d-P曲线,它们的交点产生d和P值. 对于多模式层,单个PWR频谱中的两个共振峰足够.
主要成果:
- 对于介电性NPTF,可以同时测量薄膜厚度 (d) 和孔隙度 (P).
- 该算法成功处理了SPR/PWR光谱数据以确定d和P值.
- 六种NPTF (四种TiO2,两种SiO2) 的表征表明与既定技术有很好的一致性,证实了方法的准确性.
结论:
- 拟议的算法提供了一种准确可靠的方法,用于非破坏性,同时测量NPTF中的厚度和孔隙性.
- 这种技术增强了多功能NPTF的合理设计,可控制的合成和准确的表征.
- 基于SPR/PWR光谱的方法为材料科学家和工程师提供了一种宝贵的工具,用于处理纳米孔状薄膜.
