Korean Journal of Optics and Photonics (한국광학회지)

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Precise Adsorption Measurement Technique by a Phase Modulated Ellipsometry

편광변조 타원해석법에 의한 정밀 흡착측정기술

  • Choi, B.I. (Korea Research Institute of Standard and Science) ;
  • Nham, H.S. (Korea Research Institute of Standard and Science) ;
  • Park, N.S. (Korea Research Institute of Standard and Science) ;
  • Youn, H.S. (Pohang Accelerator Laboratory) ;
  • Lim, Tong-Kun (Department of Physics, University of Korea)
  • Published : 2004.12.01
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Abstract

Studies of adsorption isotherms with sharp step-wise layer condensation help us to better understanding of two dimensional layers. For this, an adsorption isotherm apparatus, using a phase modulated ellipsometric technique, has been constructed and an adsorption experiment has been performed. With subatomic scale resolution(∼0.3 $\AA$), the adsorption processes could be observed by ellipsometric signals. On measurement of multilayer adsorption of argon on highly oriented pyrolytic graphite(HOPG), thousands of adsorbed layers were observed at 34.04 K, which suggests that the adsorption is completely wet. On the contrary nine sharp layers of steps for adsorptions and desorptions were observed at 67.05 K. These isotherms obtained can provide a lot of information about thermodynamic states, bonding energies between adsobate and substrate, and structure transitions in the adsorbed film.

균일한 표면에서 일어나는 가파른 계단형식의 흡착에 대한 연구는 이차원 현상에 대한 이해를 한층 높일 수 있다. 이를 위해 편광변조 타원해석법을 이용한 흡착측정장치를 제작하였다. 타원해석법 신호가 흡착막 형성의 과정을 원자층 이하 (∼0.3 $\AA$)로 매우 예민하게 측정할 수 있음을 확인할 수 있었다. HOPG (highly oriented pyrolytic graphite) 표면에서의 아르곤의 흡착 다층막을 측정한 결과, 34.04 K에서는 수천여개의 흡착층이 형성되어 완전 젖음이 일어남을 관찰할 수 있었다. 또한 67.05 K에서는 선명한 계단 형식으로 일어나는 9개의 흡착과 탈착을 확인할 수 있었다. 이에서 얻은 등온흡착곡선들은 많은 열역학적 상태에 관한 정보, 표면과 기체의 결합에너지에 대한 정보, 흡착막의 구조전이에 대한 정보 등을 줄 수 있을 것이다.

Keywords

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