超薄层特征

金属或介质基底上的超薄层可以用傅里叶变换红外光谱技术以反射模式进行表征。由于金属基底的表面选律，S 偏振光无法与不依赖入射角的吸附分子进行互动，而 P 偏振光可以掠入射角达到吸光度最大值。因此，金属基底上的超薄层将用掠入射角 (GIR) 或红外反射吸收光谱 (IRRAS) 采用约 80° 的入射角进行测量。

换成非金属基底后物体更加不明显，因为 P 和 S 偏振光都可以被薄层吸收。吸收频带的强度随着入射角的不同而变化。通过改变入射角或极化强度，频带甚至会从负变正，反之亦然。因此，为了全面表征介质基底上的薄层，必须使用至少两种入射角并用两种极化方式进行测量，同时透光率也是一种有价值的方法。

超薄层在 IRRAS 波谱通常显示极弱的吸收频带，如厚度为几纳米的单分子层低至 10^-3 au （吸光度单位），甚至介质基底上能达到 10^-5 au。对于如此弱的吸收频带，需要最高灵敏度的仪器。在下图中对 Au 基底上自组装单层膜的 IRRAS 波谱进行了对比。蓝光谱显示了在 VERTEX 70 冲洗式光谱仪上进行的测量结果。残余水蒸气吸光度掩藏了指纹区域的弱样品吸收频带。在 OPUS 软件中应用水蒸气和 CO2 自动补偿功能后，将会收到红光谱。总之，只有在 VERTEX 70v 真空光谱仪（绿光谱）中的测量结果显示非常平滑的基线，尤其在约 3700 cm^-1、2300 cm^-1 和 1600 cm^-1的大气扰动波段。此外，真空光谱仪所测量的光谱是纯实验结果，没有像红光谱那样进行后续的数学数据处理。

总之，如果我们将红光谱和 VERTEX 70v 真空光谱仪的测量结果（绿光谱）进行对比，其真空光学平台上没有探测到水和 CO2 吸收，我们可以清楚地看到绿光谱的平滑基线，尤其是在约 3700 cm^-1、2300 cm^-1和 1600 cm^-1的大气扰动波段。此外，真空光谱仪所测量的光谱是纯实验结果，没有像红光谱那样进行后续的数学数据处理。

图 1：在 VERTEX 70 冲洗和 VERTEX 70v 真空光谱仪上测量的 Au 基底上自组装单层膜的 IRRAS 波谱。
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