UV/VIS/NIR Spectrophotometer 자외선/가시선 분광광도계란?
이름도 어려운 UV머시깽이. 분광광도계
이 장비는 특정 파장 영역에 따른 광원을 시료에 주사하려 흡광도나 투과율, 반사율을 측정하는 장비이다.
*광원, detector, 적분구로 크게 나눌 수 있다.
장비의 스펙에 따라 UV/VIS 혹은 UV/VIS/NIR로 나뉘기도 한다.
*UV(자외선), VIS(가시광선), NIR(근적외선)
장비 원리
- 외부에서 빛 에너지를 흡수
- 분자 운동이 발생(진동, 전이 등)
- 분자가 바닥 상태에 있을 때 특정 파장을 흡수하면서 들뜬 상태가 된다. *흡수 스펙트럼
- 이때 흡수한 파장과 빛의 세기에 따라 그래프가 그려지는 것이다. 이는 분자의 농도나 구조를 분석할 수 있는 지표가 된다. *혹은 원자
*장비에 따라 측정할 수 있는 시료의 상이 상이한데, 큰 장비인 경우 고체와 액체 시료 모두 측정이 가능한 경우가 많다.
장비를 통해 알 수 있는 것
- 흡광도, 투과율, 반사율
- 에너지 밴드갭, 농도와 흡광계수
*Tauc plot
Tauc plot이란 분광광도계 장비를 통해 측정한 흡광도를 이용해 에너지 밴드갭을 구하는 데 이용하는 방식이며, 순서는 아래와 같다.
1) 측정을 통해 시료의 흡광도를 측정한다.
2) 측정한 데이터를 기반으로 하단 이미지와 같이 Tauc plot의 x축인 E(에너지)를 계산한다.
3) y축이 되는 (ahv)^2은 하단과 같은 식을 이용해 구할 수 있다.
4) 이걸 파장별로 쭉 이으면 아래와 같은 그래프를 얻을 수 있으며, 그래프가 상승하는 구간(거의 직선에 가까운 구간)의 선을 직선으로 연장하여 x축과 만나는 지점이 에너지 밴드갭이 된다.
참고할만한 포스팅은 하단 링크 참조