ラマン分光の基本的な内容

新着記事リスト

2017年07月07日
その分析はどのような方法で調べているの?を更新。
2017年07月07日
ラマン分光法の簡単な説明を更新。
2017年07月07日
ラマン分光とは何か?を更新。
2017年07月07日
ラマン分光の基本的な内容を更新。

光と物質

物質に光を照射させると、光の粒子性により散乱という現象が起こります。入射光と同じ波長の光が散乱される現象をレイリー散乱(弾性散乱)といい、入射光と違う波長の光が散乱される現象をラマン散乱(非弾性散乱)といいます。ラマン分光法とはこのラマン散乱された光を調べることにより、物質の構造や性質を知ることができる手法です。
具体的には、化学結合の種類と物質の同定、結晶化の評価、結晶格子の歪み、そして濃度の4つを知ることができます。ラマン散乱光はレイリー散乱光の10の-6乗倍ほどの弱い光なのでラマン分光法を行うために用いる入射光は強度の高いレーザー光を用いる必要があります。
ラマン分光法のメリットとしてあげられるのは、サンプリングの必要がないこと、ガラス容器に入れた水溶液の測定が可能であるので緩衝液中の生体物質の測定が可能であること、また、レーザー光を絞って照射できるため、局所的な測定が可能であることです。
さらに、物質を破壊することなく測定することができることもメリットとしてあげられます。しかし、金属結合による結晶はラマン散乱が他の無機化合物や有機化合物に比べると非常に弱いため、測定するのは難しいといえることがラマン分光法のデメリットのひとつです。

散乱光と入射光

ラマン分光法とはいったいどんなものなのか。そのルーツはインドの物理学者C. V. Raman(ラマン)が最初に発見した現象です。その発見は世界的に大変意義のある発見だったようで、発見からわずか2年後の1930年に,ラマンにノーベル物理学賞が授与されています。では、ラマン分光法とはいったいどういったもので、どのような分野に使われているのでしょう。ラマン分光とは「ラマン散乱光を用いて物質の評価を行う分光法」です。
物質に光を照射すると、光と物質の相互作用により反射、屈折、吸収などのほかに散乱と呼ばれる現象が起こります。散乱光のなかには入射した光と同じ波長の光が散乱されるレイリー散乱(弾性散乱)と、分子振動によって入射光とは異なる波長に散乱されるラマン散乱(非弾性散乱)があります。
ラマン散乱光はレイリー散乱よりもかなりの微弱な光です。その微弱な光を分光し、得られたラマンスペクトルより、分子レベルの構造を解析する手法がラマン分光法です。また、ラマン分光を行うには特別なセッティングの分光装置が必要です。ラマン分光装置は、光源と分光器、検出器から構成されます。得られる信号は横軸を波長(波数)、縦軸を強度とするラマンスペクトルです。ピークの半値幅で結晶性、ピークシフト量で応力などの物性評価を行うことができます。この方法を用いて半導体の性質などの評価を行うのが一般的です。

コンテンツ

その分析はどのような方法で調べているの?

特有の性質を持つ光 物質に対して光が当たると、分子に衝突します。そしてその一部は錯乱されることになります。これらの錯乱した光の波長を調べてみると、大多数の成分は入ってきた光と同じ波長です。それをレイリー錯乱光と呼びます。しかし極わずかではあるのですが、入ってきた光とは違う波長の光が含まれています。この入ってきた光…

詳細はコチラ

ラマン分光法の簡単な説明

再利用する 物質が単色の光によって照射される際、散乱光(ラマン散乱光という)には照射光と等しい波長だけでなく、照射光よりも長い波長(分子にエネルギーを与えた場合)や短い波長(分子からエネルギーをうけとった場合)が含まれる現象をラマン分光またはラマン効果といいます。光が照射されたときの分子の振動数(波長と言い換え可…

詳細はコチラ

ラマン分光とは何か?

化学的構造 自然界の多くの現象は、化学反応が深く関係しています。化学反応を考える上で、その化学物質の分子構造がどのような構造しているかを知ることは非常に重要なことです。例えば医薬品の世界で言えば、薬の成分がどのような分子構造をとっているかが、効果を決める一つの要因と言えます。しかし分子のサイズは非常に小さく、直接…

詳細はコチラ

ラマン分光の基本的な内容

光と物質 物質に光を照射させると、光の粒子性により散乱という現象が起こります。入射光と同じ波長の光が散乱される現象をレイリー散乱(弾性散乱)といい、入射光と違う波長の光が散乱される現象をラマン散乱(非弾性散乱)といいます。ラマン分光法とはこのラマン散乱された光を調べることにより、物質の構造や性質を知ることができる…

詳細はコチラ