라만 분광기 가이드
Raman 초보자를 위한 교육용 영상 by Yan Di
Bruker의 Raman 전문가 Di Yan은 라만 초보자들을 위해 쉽고 재밌는 설명으로 교육용 영상 시리즈를 제작하였습니다. 지금 Bruker 유튜브 채널에서 모든 영상을 확인 할 수 있습니다.
라만 분광기란 무엇입니까?
라만 의 기초
라만 분광법은 진동 분광기의 범주에 속한다. 즉, 빛을 사용하여 분자 운동을 생성(흥분) 하고 나중에 이러한 상호 작용을 해석하여 샘플을 화학적으로 분석한다는 것을 의미합니다.
단색 광원에 의해 물질을 조사 할 때 발생하는 빛의 비탄력적 산란을 기반으로합니다. 이 단색 광이 샘플과 상호 작용 한 후, 그것의 아주 작은 부분은 파장을 변경했습니다.
이를 라만 효과라고 합니다. 이제 해당 빛을 수집할 수 있으며 샘플에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
라만 효과
광자(빛)가 "타격" 물질이 발생하면, 흩어진 빛의 대부분은 파장에서 변경되지 않습니다. 예를 들어 벽에 녹색 레이저 포인터를 가리키는 경우 항상 녹색 점이 표시됩니다. 산란된 빛은 분명히 동일한 색상을 가지고 있으며,이 현상은 레일리 산란이라고합니다.
그러나 비탄력성 산란 공정이 발생할 수 있으며, 이로 인해 다른 파장을 가진 빛의 방출이 발생할 수 있습니다. 이것은 일반적으로 분자 진동과 관련하여 발생합니다. 1923년 아돌프 스메칼이 예측하고 1930년 C.V. 라만이 발견한 이 산란 현상은 라만 효과라고 불린다.
분광학에 라만 효과 사용
라만 효과를 발견하고 이해하면 새로운 종류의 분광기의 문이 열렸습니다. 그러나, 라만 정말 뿌리를 했다 레이저의 발견으로, 이후, 위에서 언급 한 바와 같이, 라만 분광기는 단색 빛이 필요.
따라서, 샘플은 레이저로 조사되고 산란된 빛의 일부는 분광(분산 또는 FT 기술)으로 분석된다. 결국 우리는 조사 중인 자료에 대한 특징적인 신호 또는 "밴드"를 보여주는 라만 스펙트럼을 얻습니다.
라만 분광기는 어떻게 작동합니까?
놀랍게도, 라만 분광기를 만드는 것은 실제로 매우 간단합니다! YouTube를 보면 스펙트럼 데이터를 얻기 위해 매우 기본적인 실험을 설정하는 방법을 보여 주는 DIY 동영상도 찾을 수 있습니다. 라만 핸드헬드, 현미경 및 공정 분광기 : 당신이 거의 모든 형태로 라만 분광기를 찾을 수있는 이유입니다.
라만 스펙트럼을 획득하려면 레이저를 조사하려는 샘플에 초점을 맞추어야 합니다. 그러나 그 샘플은 흥분에 사용되는 레이저에 형광을 표시해서는 안됩니다. 이 경우, 형광은 라만 효과의 대부분을 커버할 것입니다, 그것은 비교에 너무 약하기 때문에.
레이저 빛이 샘플을 조사 한 후, 산란 된 빛은 필터를 통해 전달됩니다 (흥분 레이저에서 빛을 제거하기 위해). 그런 다음 프리즘과 파장에 따라 비탄력적 인 부품을 분배하는 격자로 향합니다. 끝에서 이러한 광선은 강도에 따라 스펙트럼을 출력하는 CCD 센서로 향합니다.
라만 스펙트럼은 어떤 모습일까요?
처음에 우리는 라만 스펙트럼 (Raman Spectrum) 이 특정 "밴드"또는 신호를 포함하고 있다고 언급했습니다. 이것들은 특정한 기능 그룹들 그리고 종종 물질들에게 독특합니다. 그들은 물질의 화학적 구성에 대한 정보를 제공하지만 결정성, 다형성 또는 압력과 온도의 변화에 대한 정보도 제공합니다
라만 스펙트럼은 재료 연구를 위한 강력한 도구이며, 새로운 의약품 개발과 나노미터 범위까지 화학적 미세 분석이 필요한 곳마다 가능합니다. 맞습니다, 라만은 0.5 μm (500 nm)까지 샘플을 분석 할 수 있습니다. 여러분에게 필요한 것은 오직 공초점 라만 현미경입니다.
라만 현미경 검사에 관하여
일반적으로 라만 분광법에 사용되는 레이저 광은 가시 범위에 있으므로 샘플링 슬라이드 또는 현미경 렌즈에 사용되는 유리를 자유롭게 통과 할 수 있습니다. 따라서 라만 분광기를 표준 현미경의 광학에 통합하는 것은 매우 가능합니다.
사실, 종종 현미경은 고전적인 벤치탑 라만 분광기에 선호됩니다, 그것은 "포인트 와 촬영"접근 방식을 제공하고 추가 샘플 준비를 많이 필요로하지 않기 때문에. 샘플(예: 그래핀 섬유)은 현미경으로 표적화되고 직접 분석된 객관적인 렌즈 아래에 배치됩니다.
간단히 말해서, 라만 현미경은 라만 분광법을 수행하기위한 레이저 기반 현미경 장치입니다. 브루커의 경우, 라만 현미경 검사법과 이미징이 중심적인 역할을 하므로 특별한 웹 사이트를 헌납했습니다.
라만 분광기에 대해 자주 묻는 질문
라만 분광기란 무엇입니까?
라만 분광법은 물질의 화학 적 결합과 빛의 상호 작용을 기반으로합니다. 이것은 화학 구조, 다형성, 결정성 및 분자 역학에 대한 자세한 정보를 산출합니다.
라만 분광법에 의해 제공되는 정보는 무엇입니까?
라만 스펙트럼은 분자 나 물질을 명확하게 식별하는 화학 지문과 같습니다. 그리고 인간의 지문과 마찬가지로 참조 라이브러리와 비교하여 자료를 매우 빠르게 식별하거나 다른 사람과 구별 할 수 있습니다. 이러한 Raman 스펙트럼 라이브러리에는 종종 수백 개의 스펙트럼을 포함하고 있으며, 샘플의 스펙트럼은 분석기를 결정하기 위해 비교됩니다.
샘플에 대한 통찰력을 제공합니다.
- 화학 적 조성 및 특성
- 결정성 및 다형성
- 오염 및 결함
- 열 및 기계적 노출
샘플 요구 사항이 있습니까?
라만은 보편적인 샘플링 기법이므로 무기 및 유기 물질 모두에서 작동합니다. 그러나 다소 약한 라만 효과를 기반으로 하기 때문에 다른 분광 효과 및 특정 재료 특성이 심각하게 간섭할 수 있습니다.
시료 형광의 경우, 샘플은 좋은 라만 스펙트럼을 생성하지 않습니다. 그러나 근적외선(NIR) 레이저 및 FT-Raman 기술로의 전환은 실행 가능한 솔루션입니다. 또 다른, 더 중요한 문제는 강하게 흡수 (예를 들어, 검은) 샘플, 예를 들어 탄소 충전 폴리머.
라만 스펙트럼을 획득하는 데 필요한 시간은 얼마입니까?
라만 측정에 필요한 시간은 원하는 스펙트럼 품질, 샘플 특성 및 물론 사용된 라만 분광기와 같은 여러 요인에 따라 달라집니다. 일반적으로 양질의 라만 스펙트럼은 몇 초 만에 획득할 수 있습니다.
라만 분광법의 응용 프로그램은 무엇입니까?
라만 분광법은 비파괴성 (현미경) 화학 분석 및 이미징이 필요한 모든 영역에서 사용할 수 있습니다. 그것은 질적이고 양적 인 분석 질문에 대한 답변을 제공합니다.
일반적으로, 라만은 사용하기 쉽고 신속하게 샘플의 화학 조성 및 구조를 특성화하는 핵심 정보를 제공한다. 기본적으로, 샘플이 고체, 액체 또는 기체인지 여부는 거의 중요하지 않습니다.
다음은 라만 분광법의 몇 가지 응용 프로그램입니다.
- 제약
- 지질학 및 광물학
- 반도체
- 재료 연구
- 생명 과학
