AG Experimentelle Nanophysik und Photonik

Fortgeschrittenen Praktikum

P76: Interpretation von IR-mikroskopischen Molekülspektren

Motivation und Zielsetzung

Die Identifikation charakteristischer Molekülgruppen und Spektren-Strukturkorrelationen sind von fundamentaler Bedeutung z.B. in Bereichen der Materialforschung, der Analytischen Chemie, der Polymerforschung und den Lebenswissenschaften.

Im Projektversuch P76 können zur Materialanalyse sowohl experimentelle als auch theoretische Methoden angewendet werden. Spektren ausgewählter Proben (z.B. Polymere) werden im mittleren infraroten (MIR) Spektralbereich mit Hilfe eines IR‐Mikroskops (BRUKER Hyperion 3000) und der ATR-IR – Spektroskopie (BRUKER ALPHA) aufgenommen. Die in den IR‐Spektren identifizierten Absorptionsbanden sollen dann mit Hilfe von Spektrenvergleichen und Modellrechnungen mit der Dichtefunktionaltheorie (DFT) (Gaussian 09 software, Copyright by Gaussian, Inc., 340 Quinnipiac Street, Building 40, Wallingford, CT 06492) den Schwingungen der dazugehörigen molekularen Gruppen zugeordnet werden. Solche kombinierten Studien ermöglichen eine qualitative Interpretation von IR Spektren und somit den Nachweis von Materialien nach dem Fingerprint‐Prinzip. Für ausgewählte Beispiele können zudem analytische optische Modellierungen (mit der SpectraRay 3 Software der Firma Sentech Instruments) auf Basis eines optischen Schichtenmodells durchgeführt werden, um den komplexen Brechungsindex des untersuchten Materials zu bestimmen. Die Schwingungsbanden können dabei ggfls. durch Lorentz-Oszillatoren beschrieben werden.

Ziel des Versuches ist es, verschiedene experimentelle und theoretische Methoden, optische Messgeometrien sowie mögliche Vorgehensweisen bei der Interpretation im Bereich der IR-Spektroskopie und der Materialforschung zu erlernen.

Kontakt

Gebäude ISAS
Raum 116