面向非金属表面的可选入射角红外反射吸收光谱装置
光学
2025-01-09 v1 材料科学
仪器与探测器
摘要
在介电单晶上进行红外反射吸收光谱（IRAS）分析具有挑战性，因为光-吸附物相互作用的最佳入射角与低红外反射率区域重合。在此，我们引入了一种优化的 IRAS 装置，可最大化非金属的信噪比。这是通过最大化光通量以及选择直接影响光谱中峰高的最佳入射角来实现的。该装置使用商用 FTIR 光谱仪，并可在超高真空（UHV）中使用。具体而言，该设计的特点是在 UHV 系统内部具有高数值孔径的样品照明和收集反射镜，以及一个可调光阑用于选择样品上的入射角范围。这对于介电体上的 p 偏振测量非常重要，因为光谱中的峰在 Brewster 角处会反转方向（能带反转）。系统组件通过单个法兰精确连接，确保了长期稳定性。我们研究了 TiO2(110) 上一单分子层 CO 的 p 偏振 IRAS 光谱中信噪比（SNR）随入射角范围的变化，在 4 cm-1 分辨率和五分钟测量时间内实现了 70 的最大信噪比。通过测量吸附在 TiO2(110) 表面上的一单分子层 D2O，展示了 s 偏振的能力，在二十分钟内于 1.4x10-4 的 delta_R/R0 峰高处实现了 65 的 SNR。
引用
@article{arxiv.2403.19263,
title = {Infrared Reflection Absorption Spectroscopy Setup with Incidence Angle Selection for Surfaces of Non-Metals},
author = {David Rath and Vojtěch Mikerásek and Chunlei Wang and Moritz Eder and Michael Schmid and Ulrike Diebold and Gareth S. Parkinson and Jiří Pavelec},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.19263},
year = {2025}
}
备注
supplementary information included