(57)【要約】【課題】金属以外の基板上の試料について高感度反射測定を可能にする。【解決手段】試料表面にプリズムを密着させ、このプリズムに偏光赤外線を入射させ、試料表面で反射した赤外線のスペクトルを測定する高感度反射測定装置において、前記プリズムが、少なくとも前記試料表面と接する面に光半透過性の金属蒸着膜を有する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料表面にプリズムを密着させ、このプリズムに偏光赤外線を入射させ、試料表面で反射した赤外線のスペクトルを測定する高感度反射測定装置において、前記プリズムが、少なくとも前記試料表面と接する面に光半透過性の金属蒸着膜を有することを特徴とする、高感度反射測定装置。
【請求項２】
試料表面にプリズムを密着させ、このプリズムに偏光赤外線を入射させ、試料表面で反射した赤外線のスペクトルを測定することを含む高感度反射測定方法において、前記プリズムが、少なくとも前記試料表面と接する面に光半透過性の金属蒸着膜を有することを特徴とする、高感度反射測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高感度反射測定方法（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＲＡＳ）及びこの方法に用いる高感度反射測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料表面の官能基や吸着分子等の付着物を分析する方法として、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）を用いた全反射測定法（Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ　Ｔｏｔａｌ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＡＴＲ）が知られている。このＡＴＲ法は、赤外線を透過する高屈折物質で形成されたＡＴＲプリズムを試料表面に密着させ、ＡＴＲプリズムに対し試料との境界面において全反射を起こす角度、すなわち臨界角度以上の入射角で赤外線を入射させ、全反射された赤外線を検出することにより、試料の吸収特性を測定する方法である。
【０００３】
しかしながら、このＡＴＲ法においては、ＡＴＲプリズムが密着する試料の微小部分のみが測定対象となるため、高感度測定ができないという問題があった。これに対して、金属表面上の薄膜を高感度で測定する方法として、偏光赤外線を用いる高感度反射法が知られている。
【０００４】
この高感度反射法は、図１に示すように、薄膜状態の試料１を設けた金属反射板２の表面に、偏光赤外線３を、入射点に立てた法線Ｎに対して大きな角度θで入射させ、その際の反射スペクトルを測定している。この偏光赤外線３は、入射光３と法線Ｎにより形成される面内で振動する平行偏光（Ｐ波）であり、入射した赤外線３と反射した赤外線４のそれぞれの電気ベクトルが強め合うことにより、金属反射板２の表面に対して垂直な定常電場が形成される。この定常電場によって、金属反射板２の表面に形成された試料１の分子と強い相互作用を示すことにより、ＡＴＲ法等の通常の反射測定に較べてはるかに高感度の赤外反射スペクトルを得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この高感度反射法では、金属表面上の試料の分析のみしか行うことができず、ポリマーやゴム等の金属以外の固体表面上の試料を分析することはできないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決し、金属以外の基板上の試料の分析を可能にする高感度反射測定法及び高感度反射測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明によれば、試料表面にプリズムを密着させ、このプリズムに偏光赤外線を入射させ、試料表面で反射した赤外線のスペクトルを測定する高感度反射測定装置において、前記プリズムが、少なくとも前記試料表面と接する面に光半透過性の金属蒸着膜を有することを特徴とする。
【０００８】
上記問題点を解決するために２番目の発明によれば、試料表面にプリズムを密着させ、このプリズムに偏光赤外線を入射させ、試料表面で反射した赤外線のスペクトルを測定することを含む高感度反射測定方法において、前記プリズムが、少なくとも前記試料表面と接する面に光半透過性の金属蒸着膜を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明を説明する。図２は、本発明の高感度反射測定方法に用いる高感度反射測定装置の構成を示す略図である。本発明の高感度反射測定方法において、分析しようとする試料５の表面にプリズム６を密着させて配置する。このプリズム６は赤外線透過性材料、例えばＫＲＳ−５（ＴａＢｒ）、Ｇｅ、ＺｎＳｅ等より形成され、少なくとも試料表面と接する面に金属層７が蒸着されている。金属層を構成する金属としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ等を用いることができる。また、この金属層７の厚みは、光半透過性を示す程度であり、具体的には１０ｎｍ〜２００ｎｍである。また、プリズム６の厚みは１〜５ｍｍであることが好ましい。
【００１０】
プリズム６を試料表面に配置した後、図示していない赤外線源からＰ波平行偏光赤外線８をプリズム６に入射する。この赤外線の入射角度θは、従来の高感度反射測定法において一般的な高入射角度であり、好ましくは入射点に立てた法線Ｎに対して８５〜８９°である。こうして入射した偏光赤外線８は一部試料５により吸収され、反射光９として反射する。この反射光９を、例えばフーリエ変換赤外分光光度計等の検出器で分析することにより、試料表面を分析することができる。
【００１１】
ここで、プリズム６には、試料５の表面と接する面に金属膜７を設けておけば入射光８を反射させることができるが、プリズム７の周囲全体に金属層７を設けておくことが好ましい。プリズム６の周囲全体に金属層７を設けておくことにより、入射した赤外線８は、プリズム６内で多重反射を起こし、高度に試料吸収をうけることになるからである。
【００１２】
また、本発明においては、プリズム６の近傍に電極１０を配置し、電極１０とプリズム６の間に電圧を印加できるようにすることが好ましい。電極１０とプリズム６の間に電圧を印加することにより、プリズム６の表面上の金属層７が帯電し、その静電力によって、試料表面の官能基や吸着物質が損傷・変化を受けることなく試料５がプリズム６に引き付けられるからである。
【００１３】
従来の高感度反射測定方法においては、金属表面上の試料についてのみ分析が可能であったが、本発明においては、金属を蒸着したプリズムを用いることにより、金属基板上に限らず、任意の試料表面について分析を行うことができる。また、プリズムを帯電させることにより、静電力によってプリズムに試料を密着させることができ、加熱等を用いる必要がないため、試料の変性、表面状態の変化を防ぐことができる。
【００１４】
本発明の方法及び装置によれば、具体的にはゴム、プラスチック及び金属表面に吸着した有機ガス分子、並びにプリズムを冷却し、吸着させることにより雰囲気中の浮遊有機分子を測定することができる。
【００１５】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、試料表面を損傷させることなく、任意の試料表面において高感度反射測定方法を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高感度反射測定法の原理を示す略図である。
【図２】本発明の高感度反射測定装置の構成を示す略図である。
【符号の説明】
１…試料
２…金属基板
３…入射赤外線
４…反射赤外線
５…試料
６…プリズム
７…金属層
８…入射赤外線
９…反射赤外線
１０…電極
【図１】
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【図２】
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