FTIR 傅立葉轉換紅外光譜
傅立葉轉換紅外光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR)是一種利用紅外光吸收特性進行材料有機成分分析的光譜技術。
FTIR 透過干涉儀(Interferometer)產生干涉圖譜(Interferogram),再經由傅立葉轉換(Fourier Transform)轉換為紅外光光譜。
當紅外光照射到樣品時,有機分子中的有機化學鍵會吸收特定波長的紅外光,使有機分子產生振動與轉動能階變化,因此不同化有機學鍵會對應不同的吸收峰。
透過有機分析光譜中各吸收峰的位置與強度,即可判斷材料的有機化學官能基(Functional Group)與有機分子結構。
FTIR 屬於非破壞性分析技術,常以**穿透率(Transmittance)對波數(Wavenumber)**繪製光譜圖來表示樣品對紅外光的吸收情形。
常見量測模式包括:
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穿透式(Transmission)
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衰減全反射式(ATR, Attenuated Total Reflection)
一般紅外光分析波數範圍為:
4000 – 650 cm⁻¹
表面有機未知物分析
透過資料庫比對與光譜指紋區(Fingerprint Region)分析,可鑑定材料中的有機化學官能基與組成。
一般建議樣品尺寸:
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面積 > 50 µm
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厚度 > 1 µm
若樣品尺寸較小,可進一步評估適合的分析方式。
定性比對分析
可將樣品有機光譜與已知有機材料光譜進行比對,例如:
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製程材料與有機污染物比對
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正常區與異常區比較
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標準樣品與測試樣品比較
半定量分析
透過建立檢量線進行半定量分析,通常建議提供:
7 個不同濃度的標準樣品
以建立濃度與吸收強度之關係。
Mapping 分析
FTIR 可進行微區光譜 Mapping,分析指定區域內的有機官能基濃度分布。
例如:
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分析區域:30 µm × 30 µm
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同時取得 光譜資訊與空間分布圖
可用於研究材料組成在微區域中的分布變化。
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(a) Micro FTIR (Bruker Tensor 27+Hyperion 3000)
此系統為 顯微紅外光譜分析儀(Micro-FTIR),結合 Bruker Tensor 27 FTIR 主機與 Hyperion 3000 顯微系統,可進行微區紅外光譜分析。透過顯微鏡光學系統,可精準定位樣品上的微小區域並取得紅外光光譜,適用於微區有機污染物、有機薄膜殘留物及有機材料組成分析。亦能在數十微米尺度區域進行量測,用於半導體製程有機污染分析、材料缺陷分析及微粒鑑定。
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(b) FTIR (Agilent Technologies Cary 630)
Agilent Cary 630 為一款 桌上型傅立葉轉換紅外光譜儀,具備體積小、操作簡便與快速量測的特點。系統通常搭配 ATR(Attenuated Total Reflection)模組進行量測,樣品可直接接觸晶體進行分析,無需複雜的樣品前處理。
該設備適合進行有機材料的快速成分鑑定、有機官能基分析與有機材料比對,常應用於製程材料確認、有機污染物分析與品質檢測。
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Mapping:Acrylate, carbonate, carbohydrate, Calcium sulfate分布的情況
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可於mapping圖上任意選點即可得出對應點的FTIR光譜況