3. Adsorpcja na granicy faz ciecz–gaz
4.1. Otrzymywanie mono- i multiwarstw LB
4.3.2. Desorpcja monowarstw
%\áDMX*RW\PPRZD*HZarstwy LB kwasów alifatycznych nanoszone z czystej ZRG\ V PQLHM VWDELOQH QL* ZDUVWZ\ /% QDQRV]RQH ] UR]FLHF]RQHJR ×10–4
M) roztworu CdCl2 (por. p. 4.2.1).:\NRQXMFEDGDQLDVWDELOQRFLQDQLHVLRQ\FKZDUVWZ
kwasu araFKLGRZHJRWHFKQLNVLáSRZLHU]FKQLRZ\FK&ODHVVRQL%HUJVWZLHUG]LOL,*H VLá\ SU]\OHJDQLD PLG]\ JUXSDPL K\GURILORZ\PL D SRGáR*HP V GX*R ZLNV]e w
przySDGNXVXEID]\]DZLHUDMFHM&G&O2 [soli (–COO–)2 Cd2+@QL*ZSU]ypadku czystej
wody (czystego kwasu (–COOH)) [243]. JHOL S+ VXEID]\ MHVW PQLHMV]H RG WR PLG]\ warstwami arachidanu kadmu nie ma odpychania elektrostatycznego.
Kinetyk termicznej desorpcjiZDUVWZ/%ÄNODV\F]Q\FK´F]VWHF]HNDPILILOowych
(np. NZDVyZ WáXV]F]RZ\FK RSLVXMH VL ]D]Z\F]DM ]D SRPRF UyZQDQLD I U]GX, ale
energia aktywacji ]DOH*\ RG XNáDGX F]VWHF]ND DPILILORZD–SRGáR*H L JUXERFL
ZDr-stwy. Desorpcja ]H]áRWDwarstwy LB zaZLHUDMFHM 12 monowarstw kwasu arachido-ZHJRFKDUDNWHU\]XMHVL np.HQHUJLDNW\ZDFMLH9SRGF]DVJG\energia
aktywa-cji desorpaktywa-cji kwasu stearynowego (6 monowarstw) wynosi 0,2 eV [244]. Reakaktywa-cji I U]GX PR*QD VL VSRG]LHZDü, gdy F]VWHF]NL] konNUHWQHMPRQRZDUVWZ\GHVRUEXM
dopiero wtedy, JG\]GHVRUEXMF]VWHF]NLOH*FHEH]SRUHGQLRQDGQLPL> 246].
aso-cjacji (np. dimeryzacji) i w
SURFHVLHGHVRUSFMLELRUMX*XG]LDáGLPHU\DSURFHVRSi-sywany jest równaniem kinetycznym IIU]GX>@
OGG]LDá\ZDQLDPLG]\F]VWHF]NRZHZZDUVWZDFK/% PR*QDSRG]LHOLüQDRGG]La-
á\ZDQLDYDQGHU:DDOVDPLG]\áDFXFKDPLZJORZRGRURZ\PLLRGG]LDá\ZDQLDHOHk-trostatyczne PLG]\ hydrofiloZ\PL JáyZNDPL 3RQLHZD* Z]JOGQ\ XG]LDá W\FK GZX RGG]LDá\ZD]DOH*\RGGáXJRFLáDFXFKyZZJORZRGRURZ\FKUR]VGQHEG]LH]DáR*e-QLH*HZNZDVLHDUDFKLGRZ\P$$RGG]LDá\ZDQLDYDQGHU:DDOVDEGVLlQLHMV]HQL* ZNZDVLHVWHDU\QRZ\P6$-HOL]DWHPWHPSHratura potrzebna do zerwania wi]DYDQ GHU:DDOVDEG]LHZ\VWDUF]DMFRZ\VRND, aby UR]HUZDüZL]DQLDHOHNWURVWatyczne (AA),
toF]VWHF]NLEGGHVRUERZDüNROHMQRMHGQDSRGUXJLHMzgodnie z równaniem
kinetycz-nym IU]GX-HOLQDWRPLDVWZL]DQLDYDQGHU:DDOVDEG]U\ZDQHZWHPSHUDWXU]HZ NWyUHMZL]DQLDHOHNWURVWDW\F]QHMHV]F]HLVWQLHM (SA), to QDVWSL dimeryzacja i desorpcja
dimerów, co EG]LHVLSU]HMDZLDüNLQHW\NIIU]GX>@
6WUXNWXUDáDFXFKyZZJORZRGRURZ\FK
na granicy faz ciecz–gaz i na podáR*DFKVWDá\FK
IzotermaVSU*DQLDizoterma π–A), podstawowe(UyGáo informacji o przyGDWQRFL
substancji do tworzenia nierozpuszczalnych warstw powierzchniowych,SRZLQQDVL VNáDGDü]WU]HFKRGFLQNyZRSLVXMF\FKWU]\VWDQ\ID]RZHZDUVtwy: stan dwuwymia- URZHJRJD]XGZXZ\PLDURZHMFLHF]\LGZXZ\PLDURZHJRFLDáDVWDáHJR)D]\WHZy- UD(QLHVLUy*QLZDUWRFLZVSyáF]\QQLNDFLOLZRFLNWyU\QSGODID]\FLHNáHMVNRn-GHQVRZDQHM/&ZDKDVLPLG]\DLMHVWRNRáRUD]\ZLkszy ni*GOD
ID]\VNRQGHQVRZDQHM6:U]HF]\ZLVWRFLREUD]ID]RZ\MHVWGX*REDUG]LHMVNRPSOi-kowany, a PLG]\ fazami LC i SLVWQLHMID]\SRUHGQLH takie MDNID]DFLHNáDQLHXSo-U]GNRZDQD RULHQWDF\MQLH /( ID]D FLHNáD VNRQGHQVRZDQD RULHQWDF\MQLH
XSRU]d-kowana (CSF]\Z\VRNRFLQLHQLRZDID]DFLHNáD/6, ang. Liquid Superfluid) [248]. )D]DWDFKDUDNWHU\]XMHVLZVSyáF]\QQLNLHPFLOLZRFLWDNPDá\PMDNGODID]\VNRn-GHQVRZDQHMLG]LHVLüUD]\ZLNV]Sá\QQRFLQL*ID]DFLHNáDpod niskimFLQLeniem. &]VWHF]NL XVWDZLRQH V SUDZLH SURVWoSDGOH GR SRGáR*D L PRJ E\ü WUDNWRZDQH MDN
swobodne rotatory [249].
Na rysunkuSRND]DQRZ\LGHDOL]RZDQ\GLDJUDPID]RZ\GáXJRáDFXFKRZ\FK
kwasów alifatycznych, VSRU]G]RQ\ na podstawie wyników wielu pomiarów [250]. 2EHFQRü IDz ,L*2 L2h oraz L2d RSLVDQ\FK QD GLDJUDPLH NXUV\Z wymaga jeszcze
potwierdzenia eksperymentalnego, ale ich istnienie jest ]JRGQH ] WHRUL > @
DaneVWUXNWXUDOQHGRW\F]FHSU]HGVWawionych faz zebrano w tabeli 4 1. Fazy LS, L2, i
L ,
L′2 2′′ &6 ]RVWDá\ zidentyfikowane QD SRGVWDZLH L]RWHUP VSU*ania. Wszystkie te ID]\ D WDN*H ID]\ 2Y L 6 PR*QD WDN*H LGHQW\ILNRZDü ]D pomoc takich technik
optycznych, MDNPLNURVNRSLDSRGNWHP%UHZVWHUDF]\PLNURVNRSLDIOXRUHVFHQF\MQD
PozostDáHID]\– L , 1′ L2d, L2h, S′ i L *2 ]RVWDá\zaproponowane na podstawie badania
Rys. 4.32. W\NUHVID]RZ\NZDVyZDOLIDW\F]Q\FK*UXEHFLJáHOLQLHZ\]QDF]RQo
z pomiarów rentgenowVNLFKRSW\F]Q\FKL]SRPLDUXL]RWHUPVSU*DQLD
Cienkie linie FLJáHZ\]QDF]RQH]SRPLarów optycznych i rentgenowskich,
cienkie przerywane ]D z pomiarów rentgenowskich. 2EHFQRüID]/2h oraz L2d,
FKRFLD*Z\PDJDSRWZLHUG]HQLDQLHjest sprzeczna]]áR*Hniami teoretycznymi
Tabela 4.1. Charakterystyka strukturalna warstw Langmuira
GáXJRáDFXFKRZ\FKNZDVyZDOLIDW\Fznych, faz pokazanych na rysunku 4.32e . Faza Rodzaj sieci 8SRU]GNRZDQLH áDFuchów
(skala T)
NaFK\OHQLHáDcuchów
(skala π) LS heksgonalna nieSRU]GHNURWDF\MQ\ SURVWRSDGáH
Ov SURVWRNWQDKHNVDJRQDOQDa QLHSRU]GHNURWDF\MQ\ NNNf L2d SURVWRNWQDKHNVDJRQDOQDa QLHSRU]GHNURWDF\MQ\ NN 1 L′ SURVWRNWQDKHNVDJRQDOQDa QLHSRU]GHNURWDF\MQ\ NN∧NNN S SURVWRNWQD QLHSRU]GHNVWDW\cznyb SURVWRSDGáH * 2 L SURVWRNWQD XSRU]GNRZDQLHUyZQROeJáHc NNN L2h SURVWRNWQD XSRU]GNRZDQLHUyZQROeJáHa NN CS SURVWRNWQDXNRQDd XSRU]GNRZDQLHFKRLQNowe SURVWRSDGáH S ′ SURVWRNWQDXNRQDd XSRU]GNRZDQLHFKRLQNowe NNN 2 L′′ SURVWRNWQDXNRQDd XSRU]GNRZDQLHFKRLQNowe NN a&]VWHF]NLWZRU]JVWRXSDNRZDQVLHüKHNVDJRQDOQZSáDV]F]\(QLHSURVWRSaGáHMGRLFKGáXJLFKRVL b:ND*G\PZ(OHVLHFLV]NLHOHWáDFXFKDSRVLDGDGZLHUyZQRFHQQHRULHQWDFMH c6]NLHOHW\áDFXFKyZVXSRU]GNRZDQHUyZQROHJOHGRVLHELH d1LHMHVWSHZQHF]\XSRU]GNRZDQLHFKRLQNRZHáDFXFKyZWZRU]\VLQDED]LHVLHFLSURVWRNWQHMF]\XNRQHM e.XUV\Z]D]QDF]RQRSURSRQRZDQHID]\NWyU\FKLVWQLHQLHQLH]RVWDáRMHV]F]HSotwierdzone.
fNN oznacza QDMEOL*V]\FKVVLDGyZ, a NNN – QDVWSQ\FKQDMEOL*V]\FKVVLDGyZ.
:]DOH*QRFLRGFLQLHQLDSRZLHU]FKQLRZHJRLWHPSHUDWXU\ZZDUVWZLH/DQJPu-
MDNL,,U]GXMR*QDSU]\Mü*HMHOLSU]HNUyMK\GUo-ILORZHMJáyZNLF]VWHF]NLMHVWPQLHMV]\QL*SU]HNUyMáDFXFKDZJORZRGRURZHJRQS
dla grupy OH), to pod wysokim FLQLHQLem powierzchniowym (ZLNV]\P QL* 30
mN⋅m–1 QD V\PHWUL XNáDGX ZSá\ZD JáyZQLH KHNVDJRQDOQD V\PHWULD XNáDGX áDFu- FKyZ-HOLQDWRPLDVWSU]HNUyMJáyZNLMHVWZLNV]\QL*SU]HNUyMáDFXFKD,WRZXNáa-
G]LHáDFXFKyZSRMDZLDVLVZRERGDUXFKXLURWDFMLFRSRZRGXMH*HPLPR]DFKo-wania heksagoQDOQHJR XNáDGX JUXS K\GURILORZ\FK QDSRZLHU]FKQLVWUXNWXUDXNáDGX áDFXFKyZWUDFLV\PHWULáDFXFK\PRJVLnachylDü,DXNáDGWDNLPR*QDQD]ZDü XNáDGHP SVHXGRKHNVDJRQDOQ\P : SU]\SDGNX GáXJRáDFXFKRZ\FK ]ZL]NyZ
DOLIa-tycznych obszary plateau Z\VWSXMFHQDL]RWHUPDFKREUD]XMSU]HPLDQ\VWUXNWXUDOQH ]DFKRG]FH Z SáDV]F]\(QLH ZDUVWZ\, QS SU]HMFLH RG ID]\ KHNVDJRQDOQHM GR ID]\ SVHXGRKHNVDJRQDOQHM]DJLFLDL]RWHUPREUD]XMnatomiast
]PLDQQDFK\OHQLDáDFu-chów [252].
3RGVWDZRZD Uy*QLFD PLG]\ ZDUVWZ ]QDMGXMF VL QD SRZLHU]FKQL ZRG\ L QD
powierzchni ID]\VNRQGHQVRZDQHMSROHJDQDVLOHRGG]LDá\ZDQLDF]VWHF]NLDPILILOo-ZHM]SRGáR*HP:SU]\SDGNXZDUVWZ/%MHVWRQRZLNV]HQL*ZSU]\SDGNXZDUVWZ
Langmuira,WDN*HQDZHWMHOLURWDFMDáDFXFKyZDOLIDW\F]Q\FKZZDUVWZDFK/%MHVW PR*OLZDWRSURZDG]LRQD]Dzwyczaj do powstania, kosztem energii ok. 20–30 kJ/mol, ZL]DW\SXgauche [253]18
i usztywnienia struktury.
6]F]HJyáRZ\FK LQIRUPDFMLVWUXNWXUDOQ\FKRSRáR*HQLuLRULHQWDFMLF]VWHF]HNOXE
grup chemicznych w warstwie LB GRVWDUF]DM takie techniki, jak ugicie promieni
Roentgena [32, 254], dyfrakcja neutronów [255] lub dyfrakcja elektronów [256]. Wprawdzie zgodQRüGRSDVRZDQLDWHRUHW\F]QHJRGRU]HF]\ZLVW\FKUHIOHNVyZ%UDJJD
jest dla elektronów PQLHMV]DQL*GODSURPLHQL5RHQWJHQD, to jednak G]LNLPR*OLZRci
badania SRMHG\QF]\FK PRQRZDUVWZ QD SRGáR*DFK R GX*HM SRZLHU]FKQL U]GX NLONX
cm2WHFKQLNDWD>@MHVWUyZQLHF]VWRVWRVRZDQDMDNWHFKQLNDXJLFLDSUomieni X. '\IUDNFMHOHNWURQyZ po raz pierwszy zastosowano do badania pojedynczych warstw /%NZDVyZDOLIDW\F]Q\FKLLFKVROLMX*Zroku [258]. Obecnie stosXMHVL
tech-nikdyfrakcji transmisyjnej (TED, ang. Transmission Electron Diffraction) i WHFKQLN
odbiciow wysokoenergetycznych elektronów (RHEED, ang. Reflection High-Energy
Electron Diffraction). Technika transmisyjna wymaga specjalnego przygotowania
próbek –QDQLHVLHQLDLFKQDSRNU\WZJOHPVLDWNPLNURVNRSRZNajpierw osadza VLZDrVWZQDDQRGRZRXWOHQLRQ\PSRGáR*XDOXPLQLRZ\P,DQDVWSQLHZ\WUDZLDVL
aluminLXP Z UR]WZRU]HFKORUNXUWFL,ZDUVWZ]Dprzenosi VLQDVLDWNPLNURVNo-SRZ >@ 'OD PDWHULDáyZ NWyUH VXEOLPXM pod QLVNLP FLQLHQLem SDQXMF\P Z
mikroskopie elektronowym, zaproponowano, aby warstwy LB umieszczaü PLG]\
cienkimi foliami octanu celulozy [260]. THFKQLND 5+((' QLH MHVW WDN Z\PDJDMFD
pod wzgldem przygotowania próbek jak technika TED i PR*OLZH MHVW badanie ZDUVWZQDQLHVLRQ\FKQDUR]PDLWHSRGáo*D>@
__________ 18
7\SRZD ZDUWRü HQHUJLL XUXFKRPLHQLD URWDFML Z ZDUVWZLH ZJORZRGRUyZ DOLIDW\F]Q\FK QD
%DGDQLDG\IUDNF\MQHSRND]Dá\*HXSDNRZDQLHLXSRU]GNRZDQLHZZDUVWZDFK/%
w znaczn\PVWRSQLX]DOH*\ od rodzaju VXEVWDQFMLLZDUXQNyZFLQLHQLDQDQRV]HQLD
C]VWHF]NL R GáXJLFK QLHVNRF]RQ\FK áDFXFKDFK PRJ WZRU]\ü Z ZDUVWZDFK /% WU]\VWUXNWXU\RUWRURPERZ5MHGQRVNRQ0LWUyMVNRQ7RSUDZLHMHGQDNo-ZHMJVWRFLXSDNRZDQLDF]VWHF]HN*G\áDFXFK\VNUyWV]HPR*OLZHMHVWLVWQLHQLH NLONXRGPLDQV\PHWULLSRGVLHFLFKDUDNWHU\]XMF\FKVLUy*Q\PLZVND(QLNDPL0LOOHUD SáDV]F]\]QPLG]\ warstwami czasteczek. SWUXNWXUD0R]QDF]DVWUXNWXUMHGQo-VNRQ R SáDV]F]\(QLH UyZQROHJáHM GR SRGáR*D ,QWHUHVXMFH ]HVWDZLHQLH Go-SXV]F]DOQ\FKIRUPXSDNRZDQLDRUD]NWyZPLG]\QRUPDOQGRSRGáR*Da normalQ GRSáDV]F]\]Q\RUD]RVLáDFXFKDGODGáXJRáDFXFKRZ\FK]ZL]NyZDOLIDW\Fz-Q\FKSRGDM3HWHUVRQL5XVVHO>@$XWRU]\ZEDGaniach struktury warstw LB
kwa-su 22-WULNR]HQRZHJRSRVáXJLZDOLVL]DUyZQRWHFKQLN7(', jak i RHEED i doszli do ZQLRVNX *H ZDUVWZ\ WHJR NZDVXE\á\ZLVWRFLHSROLPRUILF]QHDLFKVWUXNWuUDGRü Z\UD(QLH]DOH*DáDRGwarunków eksperymentalnych nanoszenia warVWZ\1DMF]FLHM VSRW\NDQVWUXNWXURND]aáDVLVWUXNWXUD5
1DU]G]LHPbardzo przydatnym w badaniach strukturalnych warstw LB, a
]ZáDVz-cza RULHQWDFMLZ\Uy*QLRQ\FKIUDJPHQWyZáDFXFKyZDOLIDW\F]Q\FKRUD]JUXSIXQNF\j-Q\FKF]VWHF]HNDPILILORZ\FKwzglGHPSRZLHU]FKQLSRGáR*D, jest UyZQLH*spektro-VNRSLDZSRGF]HUZLHQL>@8*\FLHVSRODU\]RZDQHJRSURPLHQLRZDQLD,5XPR*OLZLD EDGDQLHV]F]HJyáyZRULHQWDFMLQDZHWSRV]F]HJyOQ\FKZL]DFKHPLF]Q\FK,SRQLHZD* DEVRUSFMD SURPLHQLRZDQLD SRGF]HUZRQHJR R F]VWRFL ]EOL*RQHM GR F]VWRFL GUJD ZáDVQ\FKF]VWHF]NL]DOH*\RGZ]DMHPQHMRULHQWDFMLZHNWRUDHOHNWU\F]QHJRIDOLHOHk-WURPDJQHW\F]QHMLPRPHQWXGLSRORZHJRPRPHQWXSU]HMFLDF]VWHF]NL7HRUetyczne
podstawy absorpcji liniowo spolaryzowanego promieniowania IR przez czsteczki
w RUJDQLF]Q\FK FLHQNLFK ZDUVWZDFK SRGDá &KROOHW >@ 3RGREQLH MDN Z G\IUDNFML HOHNWURQRZHMVWRVXMHVLGZLHWHFKQLNL
badawczeWUDQVPLV\MQLZLHORNURWQHJRRGEi-cia ATR (ang. Attenuated Total Reflection).
0LPR*H w spektroskopii IRVGRVWSQH zaDZDQVRZDQHWHFKQLNLREUyENLV\JQDáX,
takie jak np. szybka tranformata Fouriera, w badaniach bardzo cienkich warstw nadal
SUREOHPHP MHVW EUDN V\JQDáX RG ]ELRUX F]VWHF]HN R OLF]QRFL PQLHMV]HM QL* 16
. Z tego powoduZDUVWZ\/%QDQRVLVLF]VWRz dwu stron na germanowSáDVNRUyw-QROHJáSá\WN i rejestruje widmo ATR, które przypomina widmo transmisyjne, z tym *HSDVPDDEVRUSFMLPDMznacznie PQLHMV]LQWHQV\ZQRü1Drysunku 4.33 pokazano
schemat eksperymentu ATR oraz widma IR kwasu stearynowego otrzyPDQHWHFKQLN WUDQVPLV\MQL$75>@ 3RQLHZD*RVLJQLFLHSRODU\]DFMLLGHDOQLHSURVWRSaGáHMGR SRZLHU]FKQLSá\WNLJHUPDQXQLHMHVWPR*OLZHZLFSRPLDUNWDPLG]\RVLF]VWHFz-NLDSRGáR*HPtechnik ATR jest obarczonyGRüGX*\PEáGHP7DNHQDNDLLQ[264] SRGDM *H Z\]QDF]RQ\ SU]H] QLFK NW nachylenia F]VWHF]HN NZDVX VWHDUynowego Z]JOGHP QRUPDOQHM GR SRZLHU]FKQL SRGáR*D wynosi 24–35°. BDGDQLH SRáR*Hnia
i LQWHQV\ZQRFLSDVPDEVRUSFML]ZL]DQ\FK]GUJDQLDPLZL]DD]ZáDV]F]D drganiami UR]FLJDMF\Pi CH (2800–3000 cm–1
GUJDQLDPLVNUFDMF\PLLZDKDGáRZymi grup –
CH2– (1100–1500 cm–1), D WDN*H GUJDQLDPL UR]FLJDMFymi grup C=O (ok. 1700 cm–1
pozwala na precyzyjne RNUHOHQLH XVWDZLHQLD F]VWHF]HN Z ZDUVWZLH /% Z]JOGHP
podáR*D>@
Rys. 4.33. Widmo IR warstwy LB (33 monowarstwy) kwasu stearynowego.
/LQLDFLJáD– widmo ATR, linia przerywana – R, linia kropkowana – R⊥ [256]
Wyniki te ]RVWDá\SRWZLHUG]RQHZFDáHMUR]FLJáRFLWHFKQLNG\IUDNFMLSURPLHQL
Roentgena – NEXAFS (ang. Near Edge X-Ray Fine Absorption Structure) [265], na podstawie której PR*QD Z\SURZDG]Lü Z]yU RNUHODMF\ naFK\OHQLH áDFXFKyZ Z
glowodorowych w warstwie LB: D R n -= tg
gdzie Φ MHVW NWHP naFK\OHQLD áDFXFKD Z]JOGHP QRUPDOQHM GR Sowierzchni, R –RGOHJáRFLGUXJLFKVVLHGQLFKDWRPyZZJODZáDFXFKXR = 0,252 nm), a D jest UyZQRZDJRZ RGOHJáRFL YDQ GHU :DDOVD PLG]\ áDFXFKDPL D = 0,424 nm [266]).
Zgodnie z podanym równaniemNW\nachylHQLDáDFXFKyZSRZLQQ\SU]\ELeUDüZDUWRFL
0, 30,7°, 49,9° itd. Nachylenie bywa QD RJyá VSU]*RQH ] UoWDFM áDFXFKD GRRNRáD RVL F]VWHF]NLZLFREVHUZRZDQ\NWnachylHQLDPR*HE\üQLHFRLQQ\QL*RF]ekiwany.
Spektroskopia w podczerwieni, a ]ZáDV]F]DWHFKQLND$75]SRZRG]HQLHPVáX*\GR
badania procesu polimeryzacji w warstwach LB [12, 203, 264]. RHJXODUQHXáR*HQLHF]
VWHF]HN]SHZQQLHZLHONVZRERGURWDFML]QDF]QLHSU]\VSLHV]DV]\ENRüUHDNFMLSROLPe-ryzacji. 3U]HELHJD ZLF RQD Z ZDUVWZDFK /DQJPXLUD ]QDF]QLH áDWZLHM L V]\EFLHM QL*
w wielowarstwowych strukturach LB [267@0R*QDZLFVG]Lü*HRSWymalne upakowanie F]VWHF]HNPRQRPHUXZZDUVWZLHNWyUDPDE\üSRGGDQDSROLPHU\]DFML, powinno przy-SRPLQDüXáR*HQLHF]VWHF]HNFLHNáHJRNU\V]WDáXZID]LHVPHNW\Fznej.
PRPRFQLF] WHFKQLN XáDWZLDMF EDGDQLH VWUXNWXU\ ZDUVWZ /% EDrwników, jest
spektroskopia Ramana, a ]ZáDV]F]DVSHNWURVNRSLD]WUDQVIRUPDW)RXULHUD3RQLHZD*
rozpraszanie Ramana jest z natury PDáRLQWHQV\QHZLF]DVWRVRZDQLHWHMWHFhniki do
o QDMZ\*V]HM F]XáRFL GHWHNFML ] NDPHU &&' XPR*OLZLD WDN*H otrzymanie
nie-wzmocnionego widma ramanowskiego [268]. Jednak zazwyczaj RVLJD VL wzmoc-QLHQLH V\JQDáX (powierzchniowe wzmocnienie Ramana) przez naniesienie warstwy /% QD SRZLHU]FKQL PHWDOu szlachetnego – ]áRWa lub srebra. 0LPR *H mechanizm
wzmocnienia nie jest jeszcze dobrze poznany teoretycznie, powszechnie uznaje si*H JáyZQMHJRSU]\F]\QMHVWSRORZHZ]PRFQLHQLHLQWHQV\ZQRFLSURPLHQLRZDQLDSa-GDMFHJRLUR]SURV]RQHJR>@QDQLHUyZQRFLDFKSRwierzchni. Wymaga to
specjal-nego sposobuSU]\JRWRZDQLDSRZLHU]FKQLPHWDOXV]ODFKHWQHJRQDNWyU\SU]HQRVLVL ZDUVWZ0HWRGIRWROLWRJUDILF]QQDQRVLVLQDQLUHJXODUQHQLHUyZQRFLZSostaci
„rys”, WDN*HSU]\SRPLQDRQDVLDWNG\IUDNF\MQ3RND]DQR*HQDW*HQLHV\JQDáX5a-PDQDQLH]DOH*\RGJUXERFLZDUVWZ\, co potwierdza*H pochodzi on od F]VWHF]HN
warstwy zlokalizowanych na poZLHU]FKQLSRGáR*D
=HZ]JOGXQDWR*HZ]EXG]HQLHF]VWHF]NLSURPLHQLRZDQLHP z zakresu bliskiego
IR nie powoduje wzmocnienia Ramana, zastosowanie transformaty Fouriera pozwala
QD REVHUZDFM GUJD QLH ]ZL]DQ\FK ] SU]HMFLDPL HOHNWURQRZ\PL Z F]VWHFzce
chromoforu [270].
%H]SRUHGQL L QDW\FKPLDVW RVLJDQ LQIRUPDFM R VWUXNWXU]H ZDUVWZ /% PR*QD WDN*HRWU]\PDüSU]H]LFKREVHUZDFM
PLG]\VNU]\*RZDQ\PLSRODU\]DWRUDPLSRGPi-kroskopem optycznym [271]. Jednak badanaZDUVWZD/%SRZLQQDPLHüGRü]QDF]Q JUXERüok. 500 nm, a wówczas jest QDRJyáZLGRF]QD tylko jedna orientacja krystali-WyZ NWyUD SU]\QDMPQLHM F]FLRZR MHVW Z\PXV]RQD przez warunki nanoszenia
i VWUXNWXU SLHUZV]HM QDQLHVLRQHM ZDUVWZ\ 7DNL HSLWDNVMDOQ\ VSRVyE Sowstawania
warstw LB E\á REVHUZRZDQ\ ]DUyZQR Z SU]\SDGNX QDQRV]HQLD NZDVyZ
WáXV]F]o-wych [270, 271], MDN L EDUZQLNyZ >@ -HOL MHGQDN SLHUZV] warstw osadzono PHWRG FKHPLVRUSFML to epitaksjalne uáR*HQLH NROHMQ\FK ZDUVWZ QLH Z\VWSRZDáR.
PodNUHODWRRF]\ZLVW\IDNW*HVWUXNWXUDMHGQRZDUVWZRZ\FKSRNU\üSRZVWDá\FKSU]H] FKHPLVRUSFMQLHPDQLFZVSyOQHJR]HVWUXkWXUZDUVWZ\/%>@
ZGROQRüVXEVWDQFMLWZRU]Fych warstwy LB do akomodaFMLLOLQLRZHJRXNáDGDQLD F]VWHF]HN FLHNáHJR NU\V]WDáX PR*H E\ü wykorzystana do badania zdefektowania ZDUVWZ/%:WHMWHFKQLFHZDUVWZD/%VáX*\MDNRMHGQD]HFLDQHNZNRPyUFHFLe-NáRNU\VWDOLF]QHM L MHVW REVHUZRZDQD Z ZLHWOH RGELW\P OXE SU]HFKRG]F\P SRG Pi- NURVNRSHPSRODU\]DF\MQ\P>@7HFKQLNDWDV]F]HJyOQLHGREU]HQDGDMHVLGRV]\b-NLHM RFHQ\ XV]NRG]H ZDUVWZ /% R GX*HM SRZLHU]FKQL SRZVWDMF\FK Z WUDNFLH
nanoV]HQLD]ZáDV]F]D*HEDGDQDZDUVWZD/%QLHPXVLE\üJUXED
'RVNRQDá\RSLVWHFKQLNGRW\F]F\FKEDGDQLDVWUXNWXU\ZDUVWZSRZLHU]FKQLowych oraz SURFHVyZ]DFKRG]F\FKQDSRZLHU]FKQLRSXEOLNRZDOLRVWDWQLR0öbius i Miller [274].
4.4. 3RPLDUJUXERFLZDUVWZ/DQJPXLUD–Blodgett
3HUVSHNW\ZD ]DVWRVRZDQLD ZDUVWZ /% L EXGRZ\ XNáDGyZ ] warstw
mono-molekularnych
[76], jednak F]ü ] QLFK QLH GDMH EH]SRUHGQLHJR wyniku i wymaga zastosowania
dodatkowych technik pomiarowych. W kilku metodach optycznych potrzebna jest np. znajoPRü ZVSyáF]\QQLND ]DáDPDQLD ZLDWáD PDWHULDáX D Z PHWRG]LH HOHNWU\F]QHM SROHJDMFHMQD pomiarzeSRMHPQRFL]QDMRPRüSRGDWQRFLHOHNWU\F]QHM'RNáDGQRü
metody interferHQF\MQHM Z\VWDUF]DMFD dla warstw o JUXERFL NLONXG]LHVLciu nm, VWDMHVLzbytPDáD, gdy VWRVXMHVLMGRSRPLDUXJUXERFL cienkich warstw
monomo-lekularnych. Z D]Z\F]DMRNUHODVLMSU]H]EDGDQLHVWDQXSRODU\]DFMLEG(LQWHQV\w-QRFLVSRODUyzowanej liniRZRIDOLZLHWOQHMRGELWHMRGZDUVWZ\/%:rozdziale tym
omówiono PHWRG\SRPLDURZHNWyU\FKSRGVWDZWHRUHW\F]QVWDQRZLNRQZHQFMRQDl-QDWHRULDRGELFLDSáDVNLHMIDOLHOHNWURPDJQHW\F]QHMRGRURGNDFKDUDNWHU\]XMFHJRVL VWUXNWXUZDUVWZRZ1LH]Z\NOHLVWRWQHMHVW*HEDGDQHZDrVWZ\PDMJUXERüGX*R PQLHMV]RGGáXJRFLIDOLZLDWáDX*\WHJRZHNVSHU\PHQFLH,JG\*XPR*OLZLD to
zasto-sowanie metod perturbacyjnych do analizy problemu odbicia.