AZoM 著
目録
導入 分極の強度の差動分散 (PIDS)
結論 Beckman の犂刃について 導入
レーザーの回折の技術はフィールドの広い範囲で適用されています。 粒子がより小さくなると同時に、軽い波長 (d/λ) への粒子次元の比率は分散パターンです正しいサイズ値の決定でより多くの難しさを引き起こすよりスムーズ、より少なく堅苦しく扶養家族により減り。 小粒子を測定する機能を改善するため粒子をレーザーの回折を使用して測定するときより低いサイズの限界を拡張するために取ることができる 3 つのアプローチがあります。
より低いサイジングの限界を拡大する最初のアプローチは角の検出の範囲の増加によって行います。 小さい直径を持っている球を測定するために正確に球を大きさで分類する規準よりように分散パターンの最初の最小値の角の位置が使用されれば 0.5 のμm は、最大検出の角度 90 度 (図 1) より大きくなければなりません。 従って 90 度大きい角度を少なくともカバーするように、極微粒子を大きさで分類するために、検出の角の範囲は設計されていなければなりません; 事実上、最大検出の角度は 175° 大きい場合もあります。
.jpg)
パターンおよび最初の最小値の分散への図 1. 角度の依存。
分散してパターンは軽い波長および粒度の機能です。 変化は粒子次元と波長 (d/λ) 間の比率と関連しています。 分散のプロフィールで微細構造を作成する干渉の効果は d/λが 0.5 よりより少しのとき非常に減ります。 ライトの波長がより短ければ、比率は増加し、より低いサイジングの限界は効果的に拡張されます。 すなわち、分散してパターンはより短い波長で圧縮されて、得ることができるものがと比較して長波長を使用してより多くの情報 (構造) は同じ角の範囲に示されています。 事実上、最も短い波長は約 350 nm です。 実際はほとんどの材料は短い波長で、強い吸収をより 300 nm 表わします。 λのライトを使用して = 375 nm は獲得可能なそれの半分にλのライトの使用によって、より低いサイジングの限界 = 750 nm 伸ばすことができます。
分極の強度の差動分散 (PIDS)
Beckman の犂刃によって開拓されて、ほとんどのレーザーの回折の製造業者は小粒子を大きさで分類するのに上記の 2 つのアプローチを、すなわち角の検出の範囲および短波、広く使用します。 ただし、直径のナノメーターの 10 である小粒子を大きさで分類して、これら二つのアプローチだけを使用して達成することができません。 図 2 は小粒子のための非常に遅い角変化を示す三次元表示装置です。 上記の 2 つのアプローチの利点、取得によってより 200 nm、小さい粒子のために正確なサイズを得ることはまだ困難です。 それから、 2 本のルートは器械の製造業者間で発達しました。 1 つは、時々測定された低限から理論的でより低いサイジングの限界、例えば 10 nm を越える低限へ外挿法で推定することです。 これが原因で、外挿法で推定された領域のデータは不正確である場合もあります。
他のアプローチは分散させたライトの分極効果を使用することです。 縦に分極された分散させたライトに小粒子のための水平に偏光のそれからのさまざまな分散パターンそして微細構造があります。 小粒子のための水平の分散の強度 (i) にh独特キーは最低およそ 90 の程度があることです。 大きい角度の波長の依存と分極効果を結合することによって、より低いサイジングの限界はほとんど理論的な限界に達する 40 nm 低くに、拡張することができます。 この結合されたアプローチは Beckman の犂刃によって特許を取られる分極の強度の差動 (PIDS)分散の技術として知られています。
.jpg)
図 2。 λで相対的な R.i. の球のV 単位体積からの強度 I を m = 1.50 + 0i 分散させる三重の 3D 表示 = 750 nm。
.jpg)
異なった分極から分散する図 3。
分極効果の起源は次の方法で理解することができます (図 3)。 ライトの波長より小さい非常に微粒子が、大いに光ビームで取付けられるとき、ライトの振動の電界は粒子、静止した粒子に関連して粒子移動を前後に構成する原子のすなわち電子の振動の双極子時を誘導します。 従って電子の誘導された動きは電界および光ビームの伝搬の方向への垂直の振動の方にあります。 ライトの横断性質の結果として、振動の双極子は振動の方向のを除くすべての方向のライトを放射します; 探知器が振動の方向に直面すれば単一の双極子から分散を受け取りません。 光ビームが v の方向か h の方向で分極される場合、ある特定の角度のためのv 分散の強度h I および I は異なっています。 相違その間 I およびv I、すなわちh (I - I) は、v hPIDS のシグナルと呼出されます。 粒度が増加すると同時に、内部粒子の干渉は粒子の動作を簡単な双極子のそれから逸脱させます、分散パターンはより複雑になります。 微粒子のために、 PIDS のシグナルは 90 度に集中する大体二次カーブです。 より大きい粒子のためにより小さい角度および二次ピークへのパターンシフトは分散要因が原因のようです。 PIDS のシグナルが粒度の相関的で軽い波長に依存しているので、粒度分布についての有益な情報は PIDS の測定によって複数の波長で信号を送ります得ることができます。
図 4 はピーク値のシフトおよびさまざまな直径の粒子のための変更を対照的に表示します。 なお、 PIDS のシグナルが異なった波長で変わるので、複数の波長の PIDS のシグナルの測定は更にサイズ検索プロセスを精製するのに使用することができる追加分散情報を提供します。
.jpg)
水 (λovh = 450 nm) の小さい PSL の図 4. II。 点線: d = 150 nm; 破線: d = 100 nm; そして実線: d = 50 nm。
図 4 から、 100 nm と 50 の nm の粒子のための角パターンは対称の軸線のシフトに加えて認識可能、です。 困難、おそらく非現実的であることを PIDS の技術の使用なしで強度を分散させることによって粒子小さいよりおよそ 200 nm の正確なサイジングがことが理論的なシミュレーションおよび実質の実験両方によって確認されました。 3 つのアプローチ (より広い角の範囲、波長の変化および分極効果) の組合せは光散乱を使用して極微粒子の正確な性格描写を高めます。
図 5 は多重波長 (lo = 450、 600、 750、および 144 度まで分極効果を使用して 900 nm) でそして角度の分散の角の範囲に PIDS の技術を使用してレーザーの回折の実験で、と (実線) およびなしで (破線) 検索される典型的な trimodal 分布です。 点線は PSL のベンダーによって報告されるように混合物で乳液のわずかな直径値を示します。 PIDS の技術なしで最も小さいコンポーネントは情報を使用することが大きい散乱角および短い波長で集まった時でさえ、抜けています。 図 6 は粒子の 3 つの (SEM)サイズが見ることができる図 5 で分析されるサンプルのスキャンの電子顕微鏡検査の画像です。
.jpg)
図 5。 PSL (わずかな直径 83 nm、 204 nm、および 1:1 の trimodal 混合物との 503 nm: 1 つのボリューム比率)。
.jpg)
図 6。 電子 - 図 5. のサンプルの顕微鏡の画像。
結論
すべての 3 つのアプローチ、すなわち広く使用することによって 40 nm が 「外挿法で推定される」かわりに正しく測定することができると角の範囲、短波の、および分極効果、小さい粒度を。 技術の混合がありません。 すべてのシグナルは同じ分散現象からあり、通常のレーザーの回折の測定ののような単一のデータ収集プロセスでちょうど完全に扱われます。
Beckman の犂刃について
研究、開発および高速製造業のための精密測定は複数の企業に品質、整合性および費用管理を保障するために必要となります。 Beckman の犂刃は細胞分析に粒度アプリケーションからの多数の品質を十分に統合された、使いやすいオートメーション数えるシステム、分布およびボリュームに与えます。 すべてのシステムは設定可能特定の必要性を満たし、多様なビジネスに効率的なプロセスオートメーションを提供するためにです。
.jpg)
この情報は Beckman の犂刃によって提供される材料から供給され、見直され、そして適応させて。
このソースのより多くの情報のために、 Beckman の犂刃を訪問して下さい。