스톡스 시프트

Stokes shift
스타크 시프트와 혼동하지 말자.
최대 25nm 스톡스 시프트 로다민 6G 흡수 및 방출 스펙트럼

스톡스 시프트는 동일한 전자 전환의 흡수 스펙트럼과 방출 스펙트럼의 밴드 맥시마 위치 간 차이(에너지, 배너버 또는 주파수 단위)이다.[1] 아일랜드 물리학자 조지 가브리엘 스톡스의 이름을 따서 지은 것이다.[2][3][4] 스톡스 이동은 파장 단위로 주기도 하지만 흡수 파장에 따라 달라지기 때문에 에너지나 파장이나 주파수 단위보다 의미가 적다. 예를 들어 300nm에서 50nm 스톡스 이동은 600nm에서 50nm 스톡스 이동보다 에너지 측면에서 더 크다.

시스템(분자 또는 원자)이 광자를 흡수하면 에너지를 얻고 흥분 상태에 들어간다. 시스템이 이완하는 한 가지 방법은 광자를 방출하는 것이고, 따라서 에너지를 잃는 것이다(다른 방법은 (다른 원자나 분자와 진동-변환 또는 전자-변환적 충돌 과정을 통해) 변환 모드 에너지로서의 에너지 손실이다. 방출된 광자가 흡수된 광자보다 에너지를 적게 가질 때, 이 에너지 차이는 스톡스 시프트다.

스톡스 시프트는 주로 진동 완화 또는 소산 및 용매 재구성의 두 가지 현상의 결과물이다. 플루오포레(fluorophore)는 용제 분자로 둘러싸인 쌍극형이다. 불소가 흥분 상태에 들어가면 쌍극자 모멘트는 변하지만 주변의 용제 분자는 그렇게 빨리 조절할 수 없다. 진동 이완 후에야 그들의 쌍극자 순간이 재조명된다.[citation needed]

스톡스 형광

스톡스 형광은 파장 길이가 긴 광자(저주파 또는 에너지)를 짧은 파장의 광자(고주파 또는 에너지)를 흡수한 분자에 의해 방출되는 것이다.[5][6][7] 에너지의 흡수 및 복사(배출)는 특정 분자 구조에서 구별된다. 물질에 가시광선 범위에 직접적인 밴드갭이 있으면 그 물질에 비치는 빛이 흡수되어 전자를 더 높은 에너지 상태로 흥분시킨다. 전자는 흥분된 상태로 약 10초간−8 머무른다. 이 숫자는 표본에 따라 크기가 여러 차례 다르며 표본의 형광 수명으로 알려져 있다. 진동 이완을 통해 소량의 에너지를 상실한 후 분자는 지상으로 돌아오며 에너지가 방출된다.

Anti-Stokes 시프트

만약 방출된 광자가 흡수된 광자보다 더 많은 에너지를 가지고 있다면, 그 에너지 차이를 안티 스톡스 시프트라고 부른다; 이 여분의 에너지는 결정 격자 안의 열성 음소의 소산으로부터 발생하여 그 과정에서 수정을 냉각시킨다.[8] 가돌리늄 옥시설피드가 도핑된 이티움 옥시설피드는 일반적인 산업용 항스톡스 색소로, 근적외선에서 흡수되어 스펙트럼의 가시 영역에서 방출된다. Photon upversion은 또 다른 Anti-Stokes 과정이다. 이러한 후기 과정의 예는 나노입자를 상향 변환하여 입증한다. 그것은 재료의 온도를 결정하는 데 사용될 수 있는 라만 분광학에서 더 흔하게 관찰된다.[9]

참고 항목

참조

  1. ^ Gispert, J. R. (2008). Coordination Chemistry. Wiley-VCH. p. 483. ISBN 978-3-527-31802-5.
  2. ^ Albani, J. R. (2004). Structure and Dynamics of Macromolecules: Absorption and Fluorescence Studies. Elsevier. p. 58. ISBN 0-444-51449-X.
  3. ^ 라코비치, J. R. 1983 뉴욕 플레넘 프레스 형광 분광법의 원리. ISBN 0-387-31278-1
  4. ^ G.G. 1990의 Guilbault. 실용적인 형광학, Second Edition, Marcel Dekker, Inc., New York. ISBN 0-8247-8350-6
  5. ^ 반웰 C.N.과 맥캐쉬 E.M. 분자 분광학 기초학(4차 에드, McGraw-Hill 1994) 페이지 101 및 페이지 113 ISBN 0-07-707976-0
  6. ^ 앳킨스 P.와 데 폴라 J. 물리 화학 (8차, W.H. Freeman 2006) 페이지 431 ISBN 0-7167-8759-8
  7. ^ Rost, F. W. D. (1992). Fluorescence Microscopy. Cambridge University Press. p. 22. ISBN 0-521-23641-X. Archived from the original on November 13, 2012.
  8. ^ Kitai, A. (2008). Luminescent Materials and Applications. John Wiley and Sons. p. 32. ISBN 978-0-470-05818-3.
  9. ^ Keresztury, Gábor (2002). "Raman Spectroscopy: Theory". Handbook of Vibrational Spectroscopy. 1. Chichester: Wiley. ISBN 0471988472.