Műszerügyi és Méréstechnikai Közlemények 36. (1984)
Új irányok a méréstechnikában - Miklós András - Diószeghy Tamás: A fotoakusztikus spektrometria alkalmazása szilárd anyagok vizsgálatában
ÚJ IRÁNYOK A MŰSZER- ÉS MÉRÉSTECHNIKÁBAN A fotoakusztikus spektrometria alkalmazása szilárd anyagok vizsgálatában MIKLÓS ANDRÁS—DIÓSZEGHY TAMÁS A fotoakusztikus módszer lehetővé teszi hagyományos optikai eszközökkel nem vizsgálható szilárd anyagok abszorpciós spektrumának felvételét. A vizsgálati eljárás sokoldalúságát néhány példa bemutatásával szeretnénk illusztrálni. Röviden ismertetjük a Magyarországon folyó fotoakusztikus fejlesztő munka eddigi eredményeit. AHdpaM Mukaoui—Tömöm fruoceeu: IJpuMeHenue $omoaKycmu'tecKou cneKmpocKonuu e uccjedoeaHuu mecpdux MamepiuuoH OoToaKycTHHecKHft Merc.l uoiBO'iflCT mMepemie accopniiHOHHbix cnemrpoB niep.lMX m&tcphiuiob, KOTopwe hcbo3mo*ho ncc.re.ioBaib TpaAHUHOHHbIMH ONTMHCCKHMH CpeflCTBaMH. Mbl XOTejIH 6bl npOH.aaiOcrpupoBaTb HCCJieaoBaTejibCKHil MeTOfl, npMBofla HecKOJibKO npHMepoB KpaTKo 03HBKOMMM Bac c npoBOAHMbiMH BBeHrpHH pacoTaMH no 4COToaKycTHHecKOMy pa3BMTHio. A. Miklós-T. Diószeghy: Application of photoacustic spectrometry in the study of solid materials The photoacustic method affords possibüity for the survey of absorption spectra of solid materials, that is not possible by traditional optical means. The comprehensiveness of the procedure are illustrated by several examples. A short review on the foregoing results of the photoacustic development work in Hungary. A. Miklós-T. Diószeghy: Aplicación de espectrometria fotoacustica en los análisis de materias sölidas El método fotoacustico permite el análisis de espectros absorbentes de materias sólidas que imposible analizar con instrumentostradicionales. Quisiéramos ilustrar que multifacético es este método de análisis a través de presentar algunos ejemplos. Brevemente hacemos conocer los resultados del trabajo de desarrollo fotoacustico, alcanzados hasta ahore en Hungria. MŰSZERÜGYI ÉS MÉRÉSTECHNIKAI KÖZLEMÉNYEK 1984. 36. sz. p. 3-9. A fény és anyag kölcsönhatásának hangjelenség keletkezésében megnyilvánuló formájáról, a fotoakusztikus hatásról már jelent meg közlemény e folyóirat hasábjain. [1] Szerzője részletesen ismertette az akusztikus jel kialakulásához vezető fizikai folyamatokat, a jelenség méréstechnikai felhasználásának lehetőségeit és a fotoakusztikus spektrométerek felépítését. Ezen berendezések mintegy hét-nyolc éve kerültek először kereskedelmi forgalomba. Gyors népszerűvé válásuknak köszönhetően a kutatók az alkalmazások igen széles területeit tárták már fel. Porított anyagok optikai vizsgálata Fényforrásuk intenzitásának viszonylag alacsony (100 Hz alatti) frekvenciájú modulálása mellett a fotoakusztikus spektrométerek az anyag belsejének optikai tulajdonságairól nyújtanak felvilágosítást. A minta fényvisszaverő képességének és ezáltal a cella alkatrészeiben keletkező zavaró fotoakusztikus jel szintjének csökkentése érdekében a mintát a mérés megkezdése előtt gyakran porrá őrlik. Ez az eljárás a minta hatásosabb fényelnyelése, valamint megnövekedett felülete és a cellagáz közötti kedvezőbb hőátadási viszonyok következtében jelentősen növelheti a mérés jel/zaj viszonyát is. Porrá őrölt szigetelő kristályok fotoakusztikus spektrumának felbontása megközelíti az ép mintáról optikai transzmissziós módszerrel kaphatóét. A megfelelő diffúz reflaktancia-spektrum minősége általában lényegesen elmarad ettől. Por alakú félvezető anyagokról készült fotoakusztikus (PAS) spektumok láthatók az 1. ábrán. [2] A tiltott sáv szélességét a spektrumok nyíllal jelzett élének helyzete határozza meg; a kapott adatok jól egyeznek a zárójelben feltüntetett irodalmi értékekkel. A mérésekhez nincs szükség különlegesen tiszta mintákra. Elhagyhatók a hagyományos mérési módszerekhez nélkülözhetetlen nagyvákuumberendezések is, így a félvezetők optikai és elektromos paramétereinek meghatározása kényelmessé, gyorssá válik. A 2. ábrán szerves folyadékkristályokról készült PAS spektrumok láthatók. A görbék azonos jellege a vizsgált vegyületek felépítésének hasonlóságából ered. A spektrális adatok és a molekulák közötti kölcsönhatás kapcsolatát a 3. ábra világítja meg. Ezen a fenti vegyületek kristályosodásához és izotróp folyadékká válásához szükséges hőmérséklet látható az abszorpciós élekhez tartozó fotonenergia reciprokának függvényében. Erős fényszó- 3