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과학

감쇠 전반사 분광법

감쇠 전반사 분광법과학
영문명
Attenuated total reflectance spectroscopy
약칭
ATR
상호작용 영역
결정과 시료의 접촉 경계 부근
대표 장치
ATR 부속 장치를 갖춘 FTIR
감쇠 전반사 분광법은 전반사하는 빛의 경계면 근처 장과 시료의 상호작용을 이용해 흡수 정보를 얻는 방법이다. ATR이라고 부르며, FTIR에서 고체나 액체를 측정하는 대표적인 시료 도입 방식으로 사용한다.

투과 측정과 다른 경로

투과 방식은 빛이 시료를 통과한 뒤의 신호를 측정한다. ATR에서는 적외선이 결정 안에서 반사하며 시료와 맞닿은 경계 부근에서 상호작용한다. 따라서 두 방식은 같은 시료를 다루더라도 빛과 시료가 만나는 영역이 같지 않다.

경계 밖으로 감쇠하는 장

전반사 조건에서도 시료 쪽 경계 근처에는 거리에 따라 빠르게 줄어드는 소멸장이 존재한다. 시료가 이 장과 상호작용해 특정 적외선 성분을 흡수하면 반사광에 변화가 나타난다. 전반사라는 이름 때문에 시료 쪽과 아무 상호작용도 없다고 해석하면 ATR을 설명할 수 없다.

침투 깊이는 고정값이 아니다

소멸장이 시료 쪽으로 미치는 깊이는 빛의 파장, 입사각, 결정과 시료의 굴절률에 따라 달라진다. 같은 시료라도 파장마다 기여하는 깊이가 다를 수 있다. 모든 ATR 측정이 정확히 같은 두께의 표면층만 본다고 단정할 수 없는 이유다.

접촉 상태를 살피는 이유

고체 시료를 ATR 결정에 밀착시키는 정도는 얻는 스펙트럼에 영향을 줄 수 있다. 압력 자체가 시료 상태를 바꾸는 경우도 있으므로 피크 변화가 모두 조성 차이에서 왔다고 해석해서는 안 된다. 시료와 결정의 접촉 조건을 측정 결과와 함께 검토해야 한다.

관련 문서

전반사 / 푸리에 변환 적외선 분광법 / 적외선 분광법 / 굴절률 / 파장 / 흡광도 / 분광학 / 스넬의 법칙