Fluorescence spectroscopy

소개글

Fluorescence spectroscopy 실험 예비, 결과가 합쳐진 레포트입니다.
많은 시간을 들여서 정말 정성들여 썼고, 그 결과 교수님께 A+ 받은 레포트입니다.

목차

1. 제목
2. 요약
3. Introduction
4. 실험 방법
5. 실험결과
6. 고찰
7. 결론

본문내용

이번 실험은 대표적 염료인 Rhodamine 6G의 형광 스펙트럼을 얻는 실험이었다. 우선 실험에 사용하는 시료 Rhodamine 6G는 주로 레이저의 매질로 사용되지만 차가운 상태에서는 자외선이나 청색의 빛을 흡수한 다음 비복사 전이 과정을 거쳐 가시광선 영역의 형광을 내는 성질을 가지고 있다.
이번 실험의 핵심 원리인 형광의 발생 원리는 다음과 같다. 시료에 빛을 쬐어주면 에너지의 흡수가 일어나 ground singlet state에 있던 전자가 excited singlet state로 들뜨게 되고, 이렇게 들뜬 분자는 주변 분자와의 충돌로 인해 비복사 에너지를 방출하면서 들뜬 상태의 최저 진동 준위로 내려오게 된다. 그리고 이 전자가 다시 바닥 상태로 전이되면서 형광을 발생하게 된다.
이번 실험에서는 Xe-lamp를 광원으로 사용하는데, Xe-lamp는 연속 광원이므로, 단색화장치를 통해서 원하는 파장을 선택하도록 한다. 이 때 단색화장치의 계기판이 나타내는 파장과 CCD detector에서 검출되는 파장은 정확하게 일치하지 않기 때문에 이 차이를 보정해주기 위해서 단색화장치의 파장과 CCD detector에 나타나는 최대 intensity를 가진 파장을 가지고 보정 그래프를 그려 단색화장치의 파장와 실제 파장과의 관계를 알아낼 수 있었다. 이렇게 보정 단계를 거친 다음에는 단색화장치의 파장을 변화시키면서 이에 따른 최대 intensity를 측정함으로써 형광 들뜸 스펙트럼(Fluorescence Excitation Spectrum)를 얻게 된다. 최대 intensity를 나타내는 보정된 단색화장치의 파장이 곧, Rhodamine 6G가 제일 잘 흡수하는 파장이 되는데 이번 실험에서는 이 파장이 517.75nm로 측정되었다. 그리고 나서 이 최대 흡수 파장 즉, 가장 효율적으로 형광이 일어나는 파장에서 CCD에 나타나는 파장에 따른 intensity data를 가지고 그래프를 그려 형광 방출 스펙트럼(Dispersed Fluorescence Spectrum)을 얻을 수 있었다. 이번 실험에서는 형광 방출 스펙트럼에서 파장이 562.853nm일 때, 최대 intensity를 나타내었으므로, 이로부터 Rhodamine 6G의 최대 형광 방출 파장은 562.853nm임을 알 수 있었다. 이렇게 최대 흡수 파장(최대 형광 들뜸 파장)보다 최대 형광 방출 파장이 더 길게 측정되는 이유는 흡수된 에너지가 온전히 형광을 방출하는데 쓰이지 않고, 흡수된 에너지의 일부가 분자 내부의 비복사 전이에 의해 방출되기 때문에 흡수한 에너지보다 더 적은 에너지로 형광을 방출하게 되는 것이다.
이번 실험의 오차 원인으로는 측정 시 광섬유(optical fiber)의 위치가 변하는 것을 들 수 있다. 측정 과정에서 광섬유(optical fiber)를 움직이게 되면 검출기에 나타나는 intensity가 바뀌기 때문에 형광 들뜸 파장이나 형광 방출 파장을 측정하는 데에 있어서 이것이 오차를 유발할 수 있다. 그리고 그 밖의 오차 원인으로는 빛의 intensity와 파장이 일정한 램프는 존재하지 않는다는 것과 실험을 할 때마다 빛의 intensity와 파장은 달라질 수 있다는 것 등을 들 수 있다.

참고 자료

없음