An in-situ photoacoustic (PAS) technique, using a piezoelectric detector with high sensitivity was applied to the study on duplex oxide films anodically formed on copper in pH 8.4 borate solution. The PAS signals from the copper electrode were produced by an irradiation of light beam with a wavelength of 514.5 nm.
The PAS amplitude during cathodic reduction of the outer oxide layer to Cu20 changed in the opposite direction, depending on the anodic potential of film formation and oxidation time. Assuming that the change in PAS amplitude is proportional to both optical absorption coefficient and film thickness, it was deduced from comparison of the estimated absorption coefficients for Cu (OH),, CuO and C U O ~. ~~ films that dehydration of the outer layer having an average composition of CuO, (OH),-, proceeded with increasing anodic potential of film formation and oxidation time during growth of the duplex oxide film.
Moreover, it was found that the change in PAS amplitude during cathodic reduction of the total Cu20 film involving the inner layer to metallic copper was proportional to the electric charge required for cathodic reduction, i.e., the film thickness, irrespective of anodic potential of film formation and oxidation time, which proved the validity of the above assumption.
Eine fotoakustische in situ-Technik mit einem piezoelektrischen Detektor hoher Empfindlichkeit wurde zur Untersuchung von Oxid-Duplexschichten verwendet, die durch Anodisieren von Kupfer in Boratlosung (pH 8,4) erzeugt worden waren. Die fotoakustischen Signale, die von der Kupferelektrode ausgehen, wurden durch Bestrahlen mit einem Lichtstrahl der Wellenlange von 514,5 nm erzeugt.
Wahrend der kathodischen Reduktion der auReren Oxidschicht (zu Cu20) andert sich die Amplitude der fotoakustischen Wellen in charakteristischer Weise, abhangig vom Anodenpotential der Filmbildung und der Oxidationsdauer. Wenn man annimmt, daR die Anderung der Amplitude proportional dem optischen Absorptionskoeffizienten und der Filmdicke ist, so laat sich durch einen Vergleich der geschatzten Absorptionskoeffizienten fur Cu(OH),, CuO und CUO,,~~ schlieRen, daR die Dehydratisierung der aul3eren Schicht (mit der mittleren Zusammensetzung CUO,(OH)~-~,) mit zunehmendem Anodenpotential der Filmbildung und rnit der Oxidationsdauer zunimmt. AuRerdem wurde festgestellt, da8 die Anderung der Amplitude der fotoakustischen Wellen wahrend der kathodischen Reduktion des gesamten Cu,O-Films (wobei die innere Schicht zu metdischem Kupfer reduziert wird) proportional der fur die kathodischen Reduktion erforderlichen Ladung ist ; das bedeutet, daR die elektrische Ladung, unabhangig vom Anodenpotential der Filrnbildung und der Oxidationsdauer, von der Filmdicke abhangt, wodurch die Gultigkeit der obigen Voraussetzung bewiesen ist .