研究目的
利用光谱椭偏仪和透射测量法测定液态聚二甲基硅氧烷(PDMS)在191至1688纳米波长范围内的光学特性。
研究成果
通过光谱椭偏仪和透射测量成功测定了液态PDMS的光学特性,其结果与文献值高度吻合。Sellmeier模型提供了精确拟合,多样品分析证实了样品间的一致性。该研究展示了针对液态样品的有效实验改进方法,并为PDMS提供了可靠的光学常数。
研究不足
该研究假设聚二甲基硅氧烷(PDMS)在测量范围内完全透明(消光系数k=0),若存在微量吸收则可能不成立。某些波长下出现的负k值为伪影。该方法需专用设备及样品制备,限制了普适性。未考虑表面张力效应,可能影响结果。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用反射式光谱椭偏仪(SE)和透射紫外-可见光谱法测量光学特性。使用Sellmeier模型进行数据拟合,并通过Bruggeman有效介质近似(BEMA)层处理表面粗糙度。
2:样品选择与数据来源:
分析了Gelest公司的两种商用液态PDMS样品(PDMS700和PDMS2000),其分子量分别为700-1500 g/mol和2000-3500 g/mol。样品存放于干燥器中以防污染。
3:实验设备与材料清单:
设备包括J.A. Woollam M-2000DI光谱椭偏仪、喷砂玻璃培养皿、熔融石英比色皿(光程5mm和10mm)及液态PDMS样品。清洁材料为异丙醇和干燥氮气。
4:实验流程与操作步骤:
反射SE测量时,将PDMS倒入磨砂培养皿以减少背反射;椭偏仪与液面水平校准,入射角范围55°至60°。透射测量采用双比色皿法,通过不同光程消除界面效应,数据采集波长范围191-1688nm。
5:数据分析方法:
使用CompleteEase软件分析数据,拟合含0.125eV固定红外极点的Sellmeier模型及粗糙度BEMA层,通过均方误差(MSE)评估拟合质量。
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获取完整内容-
Spectroscopic Ellipsometer
M-2000DI
J. A. Woollam
Used for reflection and transmission measurements to determine optical properties of PDMS samples.
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Software
CompleteEase
J. A. Woollam
Used for ellipsometric data analysis, including fitting with Sellmeier models and calculating mean squared error.
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PDMS
DMS-S14
Gelest
Liquid sample analyzed for optical properties, molecular weight 700–1500 g/mol.
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PDMS
DMS-S15
Gelest
Liquid sample analyzed for optical properties, molecular weight 2000–3500 g/mol.
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Petri Dish
Container for holding liquid PDMS during reflection measurements, sandblasted to reduce back reflections.
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Cuvette
Used for transmission measurements, with different path lengths (5 mm and 10 mm) in a dual cuvette approach.
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