SCOPUS
SCIE
Quantitative measurements of nanoscale thin frost layers using surface plasmon resonance imaging
저자
Jeong, Chan Ho ; Shin, Dong Hwan ; Konduru, Vinaykumar ; Allen, Jeffrey S. ; Choi, Chang Kyoung ; Lee, Seong Hyuk
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
83-89(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>This study reports the presence of a nanoscale thin frost layer. During the frosting process, the surface plasmon resonance (SPR) imaging method can be used to overcome conventional optical limits and quantify this layer. The research outlined here also provides quantitative thickness measurement of the thin frost layer via a proposed calibration method based on the measured SPR intensity. The SPR system established in this study consists of a 50 nm gold-coated BK7 cover glass, a prism, a light source, a polarizer, a lens and a filter for the collimated light of a 600 ± 5 nm wavelength, and a CCD camera. The SPR angle of the ice phase is 72°, which corresponds to the ice refractive index of 1.307. The gold-glass specimen is cooled from room temperature (23 ± 1 °C) to −4.0 ± 0.8 °C by using a thermoelectric cooler to maintain the relative humidity of 20 ± 3% (at the room temperature). As a result, it is found that the nanoscale thin frost layer between the frozen condensates exists on the surface. Also, the present study yields the spatial distribution of reflectance that is associated with the frost layer thickness, indicating that the local information about thin frost layer thickness can be obtained through this SPR imaging method. It is found that the SPR imaging method enables successful capture of the depthwise spatial variations of the thin frost layer, showing that the frost layer was grown over time as a result of the de-sublimation of water vapor.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Quantitative measurements of nanoscale thin frost layers are conducted. </LI> <LI> The surface plasmon resonance imaging enables successfully to capture the existence of frost layers. </LI> <LI> The frost layer is grown over time due to the de-sublimation of water vapor. </LI> </UL> </P>
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