FTIR 傅立叶转换红外光谱
傅立叶转换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR)是一种利用红外光吸收特性进行材料有机成分分析的光谱技术。
FTIR 透过干涉仪(Interferometer)产生干涉图谱(Interferogram),再经由傅立叶转换(Fourier Transform)转换为红外光光谱。
当红外光照射到样品时,有机分子中的有机化学键会吸收特定波长的红外光,使有机分子产生振动与转动能阶变化,因此不同化有机学键会对应不同的吸收峰。
透过有机分析光谱中各吸收峰的位置与强度,即可判断材料的有机化学官能基(Functional Group)与有机分子结构。
FTIR 属于非破坏性分析技术,常以**穿透率(Transmittance)对波数(Wavenumber)**绘制光谱图来表示样品对红外光的吸收情形。
常见量测模式包括:
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穿透式(Transmission)
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衰减全反射式(ATR, Attenuated Total Reflection)
一般红外光分析波数范围为:
4000 – 650 cm⁻¹
表面有机未知物分析
透过资料库比对与光谱指纹区(Fingerprint Region)分析,可鉴定材料中的有机化学官能基与组成。
一般建议样品尺寸:
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面积 > 50 µm
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厚度 > 1 µm
若样品尺寸较小,可进一步评估适合的分析方式。
定性比对分析
可将样品有机光谱与已知有机材料光谱进行比对,例如:
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制程材料与有机污染物比对
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正常区与异常区比较
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标准样品与测试样品比较
半定量分析
透过建立检量线进行半定量分析,通常建议提供:
7 个不同浓度的标准样品
以建立浓度与吸收强度之关系。
Mapping 分析
FTIR 可进行微区光谱 Mapping,分析指定区域内的有机官能基浓度分布。
例如:
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分析区域:30 µm × 30 µm
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同时取得 光谱资讯与空间分布图
可用于研究材料组成在微区域中的分布变化。
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(a) Micro FTIR (Bruker Tensor 27+Hyperion 3000)
此系统为 显微红外光谱分析仪(Micro-FTIR),结合 Bruker Tensor 27 FTIR 主机与 Hyperion 3000 显微系统,可进行微区红外光谱分析。透过显微镜光学系统,可精准定位样品上的微小区域并取得红外光光谱,适用于微区有机污染物、有机薄膜残留物及有机材料组成分析。亦能在数十微米尺度区域进行量测,用于半导体制程有机污染分析、材料缺陷分析及微粒鉴定。
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(b) FTIR (Agilent Technologies Cary 630)
Agilent Cary 630 为一款 桌上型傅立叶转换红外光谱仪,具备体积小、操作简便与快速量测的特点。系统通常搭配 ATR(Attenuated Total Reflection)模组进行量测,样品可直接接触晶体进行分析,无需复杂的样品前处理。
该设备适合进行有机材料的快速成分鉴定、有机官能基分析与有机材料比对,常应用于制程材料确认、有机污染物分析与品质检测。
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Mapping:Acrylate, carbonate, carbohydrate, Calcium sulfate分布的情况
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可于mapping图上任意选点即可得出对应点的FTIR光谱况