一种材料成膜过程的吸收光谱测量装置及其使用方法

本发明涉及薄膜样品吸收光谱测试，尤其是涉及一种材料成膜过程的吸收光谱测量装置及其使用方法。

背景技术：

1、吸收光谱是一种广泛应用的分析技术，可用于研究物质的结构、成分和浓度等特性，这项技术已经在材料科学领域得到很好的应用。在材料科学领域中，吸收光谱通常用于材料结构的表征，通过测量不同波长下的吸收光谱，可以得到材料的电子结构和化学键信息，从而确定材料的组成和结构。吸收光谱还可以用于材料性质的研究，可以提供有关材料光学、电学、热学等性质的信息，例如带隙大小、载流子浓度、热稳定性等。当样品处于特定波长的光束中时，部分能量被物质吸收，而另一部分透过样品，达到检测器上产生信号。通过比较未经过样品前后的光强度差异，进而可以通过数据的分析生成样品的吸收光谱。

2、吸收光谱的相关测试一直以来都是需要将已制备好的样品在搭建的光路或者商用测试设备中进行测试，这也就意味着吸收光谱的研究通常只能研究样品旋涂前的溶液和旋涂后的薄膜。样品在旋涂前后所测得的吸收光谱是不一样，这是因为吸收光谱的测试会受到很多因素的影响，例如样品的浓度、分子结构和聚集情况、样品表面形貌等。对薄膜样品来说，薄膜的形成过程涉及到物质的结构、形貌和厚度等方面的变化，这些因素都会影响薄膜样品对光的吸收。

3、薄膜样品吸收光谱的测试都是一直以来都是使用商用的紫外可见分光光度计或者实验室自行搭建的测试光路测试的，这需要研究人员在测试吸收光谱前需将样品制备为溶液或者将样品制备成薄膜，这也让研究者只能分析液相的样品或者已成膜的样品的吸收光谱。然而，薄膜生长过程也就是从液态到固态薄膜形成过程，包括了溶剂的挥发、材料凝结膜等动力学过程，通过调控这些过程可以调控薄膜的形貌结构和最终器件性能，薄膜形貌的改变同样会引起薄膜吸收光谱的变化。为了进一步研究薄膜成膜的过程，了解材料在旋涂过程的吸收光谱的变化，进一步提高我们的研究成果的质量和可靠性，开发出一种能对于材料从液态膜到固态薄膜过程的分析测量装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种材料成膜过程的吸收光谱测量装置及其使用方法，能够研究薄膜旋涂成膜过程中吸收光谱的变化；

2、本发明提供一种材料成膜过程的吸收光谱测量装置，包括：旋涂组件，用于使样品旋涂成膜；光源组件，位于所述旋涂组件上方，用于提供向所述旋涂组件的测试光源；测试光路，所述光源组件发出光源，经所述测试光路穿过所述旋涂组件并传输到光谱仪；光隔绝箱，用于隔绝环境光，所述旋涂组件、所述光源组件和所述测试光路均位于所述光隔绝箱内。

3、进一步地，所述旋涂组件包括旋涂转盘，所述旋涂转盘上设有透光薄膜基底，所述旋涂转盘内贯穿设有透射光孔。

4、进一步地，所述测试光路包括光纤，所述光纤的一端连接所述透射光孔，另一端连接所述光谱仪。

5、进一步地，所述旋涂组件还包括基座和旋涂腔体，所述旋涂腔体设置在所述基座上，所述旋涂转盘转动设置在所述旋涂腔体内，所述基座内设有转动驱动器，所述转动驱动器连接并驱动所述旋涂转盘转动。

6、进一步地，所述旋涂腔体上连接有透光盖板。

7、进一步地，所述旋涂转盘上设有若干吸片气孔，所述薄膜基底通过所述吸片气孔吸附在所述旋涂转盘上。

8、进一步地，所述光源组件包括支架和光源，所述光源通过所述支架固定在所述旋涂转盘的上方。

9、进一步地，所述光源组件还包括调位机构，所述调位机构用于微调所述光源对准所述透射光孔。

10、进一步地，还包括上位机，所述光谱仪与所述上位机连接。

11、本发明还提供一种材料成膜过程的吸收光谱测量装置的使用方法，包括如下步骤：s1，打开光源，调节光源至对准投射光孔，光信号由上至下透过薄膜基底，并进入透射光孔到达光纤，光纤将光信号传输至光谱仪，上位机得到光源的参比光谱；s2，向薄膜基底上滴液体样品，合上透光盖板和光隔绝箱，启动转动驱动器开启旋涂，在旋涂过程中，光纤将光信号传输至光谱仪，上位机得到薄膜样品的透射光谱；s3，上位机通过参考光谱和透射光谱，得到材料成膜过程不同阶段的吸收光谱。

12、本发明的技术方案构建了能对于材料从液态膜到固态薄膜过程的吸收光谱测量装置，通过光源组件发出测试光路，在旋涂组件的旋涂成膜过程中，测试光路穿过薄膜样品，并将光信号传输至光谱仪，得到薄膜样品在旋涂过程中的吸收光谱。从而进一步研究薄膜成膜的过程，了解材料在旋涂过程的吸收光谱的变化，提高研究成果的质量和可靠性。

技术特征：

1.一种材料成膜过程的吸收光谱测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的材料成膜过程的吸收光谱测量装置，其特征在于，所述旋涂组件包括旋涂转盘，所述旋涂转盘上设有透光薄膜基底，所述旋涂转盘内贯穿设有透射光孔。

3.根据权利要求2所述的材料成膜过程的吸收光谱测量装置，其特征在于，所述测试光路包括光纤，所述光纤的一端连接所述透射光孔，另一端连接所述光谱仪。

4.根据权利要求2所述的材料成膜过程的吸收光谱测量装置，其特征在于，所述旋涂组件还包括基座和旋涂腔体，所述旋涂腔体设置在所述基座上，所述旋涂转盘转动设置在所述旋涂腔体内，所述基座内设有转动驱动器，所述转动驱动器连接并驱动所述旋涂转盘转动。

5.根据权利要求4所述的材料成膜过程的吸收光谱测量装置，其特征在于，所述旋涂腔体上连接有透光盖板。

6.根据权利要求2所述的材料成膜过程的吸收光谱测量装置，其特征在于，所述旋涂转盘上设有若干吸片气孔，所述薄膜基底通过所述吸片气孔吸附在所述旋涂转盘上。

7.根据权利要求2所述的材料成膜过程的吸收光谱测量装置，其特征在于，所述光源组件包括支架和光源，所述光源通过所述支架固定在所述旋涂转盘的上方。

8.根据权利要求7所述的材料成膜过程的吸收光谱测量装置，其特征在于，所述光源组件还包括调位机构，所述调位机构用于微调所述光源对准所述透射光孔。

9.根据权利要求1所述的材料成膜过程的吸收光谱测量装置，其特征在于，还包括上位机，所述光谱仪与所述上位机连接。

10.一种材料成膜过程的吸收光谱测量装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种材料成膜过程的吸收光谱测量装置及其使用方法，涉及薄膜样品吸收光谱测试技术领域，包括：旋涂组件，用于使样品旋涂成膜；光源组件，位于旋涂组件上方，用于提供向旋涂组件的测试光源；测试光路，光源组件发出光源，经测试光路穿过旋涂组件并传输到光谱仪；光隔绝箱，用于隔绝环境光，旋涂组件、光源组件和测试光路均位于光隔绝箱内。本发明通过构建了能对于材料从液态膜到固态薄膜过程的吸收光谱测量装置，得到薄膜样品在旋涂过程中的吸收光谱，进一步研究薄膜成膜的过程，了解材料在旋涂过程中吸收光谱的变化，提高研究成果的质量和可靠性。

技术研发人员：张伟,林浩勃,蔡崇轩,苏开锐,陈川,冯君仪,彭军
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16