La spectroscopie Infrarouge (Applications pour l'étude de la structure locale des matériaux)

Résumé du document

Cours présentant des schémas sur la spectroscopie infrarouge et des applications pour l'étude de la structure locale des matériaux grâce à l'infra rouge.

Extraits

[...] Détermination de l'absorption I T = I 0 e ( αd ) α = film d I0 Transmission A I T film , on associe un facteur de transmission Tfilm. A I à , on associe un facteur de transmission T IT T film = T0 e ) T donc α = d T0 1 Spectre expérimentale de transmission Détermination de T0 Le T0 est déterminé à partir du spectre de transmission et ensuite on peut calculer α Détermination expérimentale du nombre d'oscillateur Utilisation de la bande Wagging (630 640 cm-1) Tous les types d'oscillateur vibrent à cette fréquence. [...]

[...] Détermination du nombre d'oscillateur Remarque La déformation du nombre de liaison Si-Hx. Détermination du nombre d'atomes de H lié au silicium. Twist Nombre de liaison Si-Hx Interaction rayonnement-matière Absorption Vibration des oscillateurs harmoniques Le nombre de liaison Si-H est donné par la relation : NH = ω0 ω A α (ω ) dω NH = A ω0 I : Intégrale de la bande d'absorption déterminé expérimentalement à partir du spectre d'absorption. [ω0] cm-2 cm-1 cm-1 cm-2 NH = atome/cm3 Si on veut calculer le nombre d'atomes de H%. [...]

[...] Spectroscopie Infrarouge Applications pour l'étude de la structure locale des matériaux Introduction 1. Position du problème On a un rayonnement électromagnétique incident (OEM) qui interagit avec la matière. La spectroscopie infrarouge est une réponse optique au niveau microscopique d'une interaction rayonnement-matière dans le domaine des infrarouges. Pour accéder à cette réponse optique, on mesure la fonction permittivité diélectrique ε2 (ω). ω Pulsation (fréquence) Si on appel α, le coefficient d'absorption du matériau, on a la relation : ε 2 (ω ) = (α n c ) ω α n c Coefficient d'absorption Indice de réfraction du matériau Vitesse de la lumière dans le vide 2. [...]

[...] Absorption Information sur la nature de l'oscillateur harmonique III) Cas du silicium hydrogéné 1. Différent types d'oscillateur Liaison Si-H 1ère possibilité 2ème possibilité 3ème possibilité 4ème possibilité 5ème possibilité Si-H Si-H2 Si-H3 (Si-H)n (Si-H2)n Si-H Monohydrique Si-Hx Polyhydrique (Si-H)n Chaine monohydrique (Si-Hx)n Chaine polyhydrique Sous l'action d'un rayonnement infrarouge incident, il y va y avoir une vibration des oscillateurs harmoniques (liaison Si-Hx). Chaque type d'oscillateur correspondra à une vibration à une fréquence (pulsation) donnée. Chaque fréquence (pulsation) de vibration correspond à un mode de vibration Différents modes de vibration des oscillateurs harmoniques Mode d'élongation Vibration dans l'axe de la liaison Mode par déformation. [...]

[...] On considère cette structure qui est toujours équivalente à un système masse-ressort. Ce système est appelé oscillateur harmonique. Cet oscillateur va vibrer et on peut définir une pulsation propre (ω0) de cet oscillateur par la relation : ω0 = 1 + 2πc m A m B K raideur = constante de force de l'oscillateur 2. Résonnance des oscillateurs harmoniques On a un rayonnement incident de pulsation w sur l'oscillateur harmonique de pulsation propre (ω0). Ceci entrainera une vibration de l'oscillateur. [...]