|
| |||||||||
|
Grafiken wurden automatisiert entfernt Abbildung 5: Schwingungsbanden den Molekülbewegungen zugeordnet Die in Abbildung 5 höchst gelegene Bande bei ca. = 2300, muss also von der asymmetrischen Streckschwingung des H2O-Moleküls hervorgerufen werden, die am niedrigsten gelegene Bande, bei ca. = 700 von der symmetrischen Biegeschwingung des CO2 Moleküls. Von der Breite der Banden der Rotationsniveauunderschiede kann man daher schließen, dass die Bande bei 1250 < < 2000 von der symmetrischen Biegeschwingung des H2O-Moleküls herrührt, und die Bande bei 3500 < < 4000 von der asymmetrischen Streckschwingung des CO2-Moleküls.
Abbildung 6: Interferenzmuster der Brechung am Siliziumwafer (Ausschnitt aus dem Spektrum) Berechnung des Brechungsindex von Silizium
Silizium besitzt im IR keine Spektrallinien und da es für IR völlig durchlässig ist. Dies macht es möglich Silizium-Einkristalle mittels IR-Spektroskopie auf Verunreinigungen zu untersuchen und, ähnlich wie in wir es bei Raumluft gemacht haben, diese Verunreinigungen zu identifizieren. Jedoch war es in diesem Fall nur unsere Aufgabe den Brechungsindex von Silizium im IR zu bestimmen. Dies ist durch die Lichtbrechung an einer Planparallelen Platte (Siliziumwafer) möglich.
Bei hinreichend großer Auflösung ist es möglich im Spektrum das Interferenzmuster dieser Brechung sehen, siehe Abbildung 6. Die lokalen Maxima entstehen bei konstruktiver Interferenz, also immer genau dann, wenn die Dicke der Platte ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge ist.
This paragraph has been concealed! Download the complete document for free!
• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! Woraus sich für einen Abstand von k Peaks die Ordnung i ergibt:
Setzt man in ein erhält man:
Für diese Art von Messung sind Wafer ganz besonders gut geeignet, da ihre Oberflächen völlig glatt sind und hinreichend dünn sind. Es wurden aus dem Spektrum die Wellenzahlen zweier Peaks mehrmals im Abstand von k = 20 ausgemessen:
Die Dicke des Wafers wurde von uns mit Hilfe einer Mykrometerschraube festgestellt. d = 0.52 mm ± 0.01 mm Daraus folgt der Brechungsindex von Silizium bei = 5, 5µm: nSi = 3,5 ± 0, 6 Spektrum des Quaterphenyl-Moleküls
Grafiken wurden automatisiert entfernt Abbildung 7: Struktur des Quaterphenyl-Moleküls IR-Spektren von Gasen und Flüssigkeiten sind recht einfach zu erhalten, bei Feststoffen besteht allerdings die Möglichkeit einer Anisotropie, somit kein eindeutiges Spektrum mehr zu erhalten. Dies kann man jedoch vermeiden, indem man die Ausrichtung der Teilchen möglichst gleichverteilt. Dies hat jedoch Nachteile. Besser behelfen kann man sich, indem man den zu untersuchenden Stoff pulverisiert und mit einem Trägermaterial zu einem Festkörper verpresst, was genau unserem Versuchsablauf entsprach. Als Trägermaterial verwendeten wir das Salz Kaliumbromid (KBr), das kein IR-Spektrum aufweißt und sich gut verpressen lässt.
This paragraph has been concealed! Download the complete document for free!
• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! Um den mit Quaterphenyl versetzten Pressling herzustellen wurde das KBr bereits vor dem Verreiben beigemischt, wobei einerseits eine möglichst homogene Verteilung im Pressling wichtig war, aber andererseits auch die räumliche Anordnung der Quaterpheny Moleküle erreicht wurde. Das Pulver wurde im noch möglichst warmen Zustand, um ein Verkleben zu vermeiden, in einen Pressstempel gefüllt und in einer Hydraulischen Presse zuerst 5 Minuten bei 5 Tonnen, dann 10 Minuten bei 10 Tonnen zu verpressen. Das Ergebnis waren zwei eher milchige Presslinge mit einer Dicke von 0.1 mm und einem Durchmesser von 8mm. Beide Presslinge wurden anschließend im Spektrometer untersucht und verglichen. In Abbildung 8 welche den logarithmischen Quotienten der beiden Spektren darstellt. Ist der Vergleich der beiden Spektren dargestellt.
Abbildung 8: Logarithmischer Quotient der Spektren von Quaterphenyl und KBr, auf die Basislinie begradigt. Diese Graphik wurde von uns mit den Ergebnissen eines Simulationsprogramms verglichen. Aus diesen Informationen wurden die Peaks zugeordnet. Bei den Banden zwischen =1400 cm-1 und = 1500 cm-1 handelt es sich demzufolge um C-H-Biegeschwingungen. Die weit gestreuten und recht flachen Banden von =1000 cm-1 bis =1200 cm-1 kommen von Biegeschwingungen innerhalb der Phenol-Ringe des Moleküls. Die noch tiefer liegenden Banden bei =500 cm-1 bis =1000 cm-1 wo wir die höchsten Peaks finden rühren von Out of Plane-Biegeschwingungen, Schwingungen bei denen einzelne Atome des Moleküls aus seiner Ebene heraus schwingen. Die Zuordnungen sind in Abbildung 9 dargestellt.
This paragraph has been concealed! Download the complete document for free!
• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! Abbildung 9: Zuordnung der Banden des Quaterphenyls 5 Unsicherheitsanalyse
Die Unsicherheitsanalyse wurde aufgrund der Tangentenmethode durchgeführt. Die Unsicherheit des Spektrums ist der jeweiligen Auflösungseinstellung des Spektrometer äquivalent. Das war = 4cm−1. Brechungsindex von Silizium: • Spektrometer: = 2cm−1 • Mikrometerschraube: d = 0.01mm • Wellenlänge:
• Brechungsindex: 6 Zusammenfassung
Es wurde eine quantitative Messung des Brechungsindex von Silizium durchgeführt. Die anderen Messungen waren qualitativer Natur, jedoch scheinen sie aber mit Beobachtung und Simulation gut überein zustimmen. Die Messunsicherheit des Brechungsindex von Silizium ist relativ groß, da keine Verringerung der Abweichung der Wellenzahl bei Mittelung über mehrere Peaks angenommen wurde. Dies würde den Unsicherheitsbereich stark verringern. | |||||||||
Page 2 of 2 [1] [2] |
Legal info - Copyright - Terms - Partner - Statistik - Contact
antiblock.org adblockdetector.com
|
Swap your documents
|