공머생의 공부노트

UV-VIS를 통한 흡광도 분석 2 UV-VIS를 통한 흡광도 분석 분광분석법의 기본 원리 분광분석은 크게 정량분석과 정성분석으로 나뉘는데, 정량분석은 시료의 양을 파악하고 정성분석은 시료의 종류를 파악하게 된다. 특정 파장 yumy.tistory.com 앞선 포스팅에서 투과가 불가능한 시료의 투과 분석에 대해 이야기 하며 Diffuse reflectance spectroscopy (DRS)에 대해 이야기 했다. 이번 포스팅에서는 DRS에 중점을 두고 이야기 하고자 한다. Diffuse reflectance spectroscopy (DRS) 분석이란?? 물질의 흡광도는 그 물질의 근원적 특징으로 색깔, 광학적 특성 외에도 전자구조 및 밴드 구조 분석에도 활용되는 핵심적인 데이터이다. 하지만 투과가 불가능..

UV-VIS를 통한 흡광도 분석 분광분석법의 기본 원리 분광분석은 크게 정량분석과 정성분석으로 나뉘는데, 정량분석은 시료의 양을 파악하고 정성분석은 시료의 종류를 파악하게 된다. 특정 파장의 빛이 시료를 통과하게 yumy.tistory.com 이전 포스팅에서 분광분석의 기초와 투과도, 흡광도와의 관계를 간단하게 설명했다. 빛을 이용하여 분석하는 만큼 UV-VIS는 고체, 액체 심지어 기체상의 시료도 분석이 가능한데, 시료의 종류와 상관 없이 기본적인 원리는 같다. 하지만 시료의 종류와 형태 및 실험 설계에 따라 분석방법은 상이하게 다르다. 특히 물질의 전자구조(Bandgap)등을 유추해 내기 위해서는 신뢰성있는 흡광도 데이터가 필수적이다. 시료에 따른 흡광도 분석 방법 1. 액체시료 일반적인 화학종, 액..

분광분석법의 기본 원리분광분석은 크게 정량분석과 정성분석으로 나뉘는데, 정량분석은 시료의 양을 파악하고 정성분석은 시료의 종류를 파악하게 된다. 특정 파장의 빛이 시료를 통과하게 된다면 시료는 그 빛을 흡수하게 된다. 시료에 입사된 빛은 흡수(Absorbed), 반사(Reflected), 투과(Absorbed), 산란(Absorbed) 등의 4가지 상호작용을 하게 된다. 결과적으로 (입사된 빛의 세기 = 흡수+반사+투과+산란의 세기) 가 성립하게 된다.여기서 투과와 흡수를 중점적 해석을 하게되면 다음과 같이 상황을 단순화 할수 있다. 이때 산란과 반사는 무시된다.  투과도와 흡광도의 정의입사된 빛이 시료를 지나게되면 시료는 그 빛을 흡수하게 되는데 $I_{0}>I$가 항상 성립하게 된다. 이때 투과된 빛..

물질과 라만 산란의 원리 그렇다면 이러한 Raman산란 , 혹은 Rayleigh 산란은 왜 일어나고 어떤 것에 영향을 받을까? 빛은 기본적으로 전자기파이다. 시간에 따라 전자기파는 같은 지점에서 주파수에 따라 전위가 +에서 -로 바뀌고 이는 분자나 물질 자체가 전기적으로 진동하거나 내부의 전자의 움직임에 영향을 준다. 분자는 양자단위의 원자의 결합이므로 원자와 마찬가지로 원자핵과 전자를 가지고 있으며 이에 의한 분자 에너지 레벨을 가지고 있다. 당연하게도 분자는 에너지를 받으면 에너지 준위가 높아지는데 이런 에너지는 회전하거나(Erot) 제자리에서 진동하거나(Evib), 혹은 전자 준위 레벨(Eele)에 의해 축척되고 빠른 시간 내에 다시 방출된다. 즉 분자의 전체 에너지는 위의 3가지 에너지를 합한 것..

라만분석(Raman Spectroscopy)의 종류 라만분석은 분석시간도 짧고 스펙트럼의 결과가 신뢰성이 높은 뿐만이 아니라 샘플의 상황에 따라 결과에 영향을 많이 받지 않기에 Insitu 분석등으로 현 연구에서 많은 응용이 되고 있다. 특히 2D 반도체 물질(ex graphene, MoS2)같은 경우 phonon mode가 해석하기 상대적으로 용이하고 3차원 물질보다 자세한 해석이 가능하기에 2D물질 분석에 많이 응용되고 있다. monolayers, inter-layer breathing, shear modes, doping, disorder 등에 대한 분석이 가능하기에 단순히 물질 판별 뿐만이 아니라 물성이나 특징 또한 자세히 판별이 가능하다. 덕분에 라만 분석법은 25개가 넘는 변화형이 개발되었다...

라만현상이란 (Raman effect)? 일반적으로 빛은 물질과 만날때 흡광, 투과, 반사, 산란, 회절 등의 상호작용을 하게 된다. 이때 빛은 전자기파로서 파장에 따른 특정한 에너지를 가지고 있으며 일반적으로는 물질에 흡수되며 에너지를 전달한다. 입사한 빛은 대부분 물질에게 흡수되거나 반사되며 사라지지만 그중 일부 만이 회절이나 산란을 일으키는데, 라만 현상의 발견 이전에 사람들은 100의 에너지를 가진 빛(광자)가 입사하면 항상 100의 에너지를 가진 빛이 튕겨져 나오거나 흡수된다고 이해했다. 하지만 1928년 분자와 빛의 연관성에 대해 연구하던 과학자 라만(Chandrasekhra Venkata Raman)은 빛이 분자와 만나서 반사되면 아주 적은 비율로 다른 에너지를 가진 빛이 나오는 것을 관찰해..

1. 전기화학 셀이란? 다음과 같이 두 전극 사이에서 수전해가 일어나고 있는 상황을 가정하자. Anode에서는 H2O or HO로부터 Pt전극이 전자를 빼앗고, Cathode에서는 전자를 받아 수소이온과 반응하여 수소가스를 생성한다. 이런식으로 전자를 빼앗는 Anode와 Cathode가 결합된 형태를 Cell이라고 표현하며 Cell이 이루어 지지 않으면 일반적으로 반응은 일어나지 않는다. 참고로 앞선 포스팅에서 설명한 바와 같이 이러한 전해반응이 일어나기 위해서는 전하를 운반하는 이온의 존재가 필수적이다. 일반적으로 위의 실험은 전위차계에 의해 전압과 전류가 조절되는 상황에서 진행된다. 사실상 전기화학은 이러한 Potentiostat이라는 장비로 모두 해낼 수 있다. 이후의 포스팅에서 자세한 테크닉에 대..

전기화학은 전기적 효과와 화학적 효과의 상호작용에 중점을 둔 학문으로 주로 전자의 이동에 의해 생기는 에너지 변환이나 생성물 발생에 중점을 둔다. 즉 전자에 의해 어떤 화합물은 더 높은 에너지로 충전되기도 하고 방전되기도 하며 변화할 수 있고 이러한 변화를 만들어 내는 것은 대부분 전위차 (Potencial)에 의한 것이다. 태양전지, 배터리, 수전해 장비 등 현대에 중요하게 생각되는 화학장비들 대부분이 전기화학에 그 기초를 두고있다. 1. 용액 속 이온과 전해질 우리가 화학 상들의 사이의 계면을 고려할때 주의해서 봐야하는 것은 전자가 어디서 어디로 이동하는지, 어떤 물질이 이전자를 받아서 무엇으로 바뀌는지에 대한 것이다. 우선 전자가 이동하는 것에 대해 생각해보자. 대부분의 전기화학 실험과 반응은 물 ..