Спектроскопия

      Для изучения наноструктур важно знать не только их массу или расположение атомов, но и то, из чего они состоят. Определять химический состав образцов – т.е. содержание в них атомов тех или иных элементов – позволяют методы спектроскопии, использующие различные приборы для исследования спектров излучения, поглощения, отражения, рассеяния и др.

Спектр – это распределение интенсивности электромагнитного излучения по длинам волн.

      Изменение энергетических уровней электронов в атомах сопровождается испусканием или поглощением фотонов различной частоты. Зная, какие частоты (спектральные линии) соответ-ствуют атомам различных химических элементов, можно, взглянув на спектр вещества, опреде-лить его состав. Один из самых современных спектрометров, разработанный российским ученым Н. Суриным, позволяет одновременно исследовать спектры испущенного объектом излучения, люминесценции, рассеяния света, излучения, отраженного поверхностью объекта и излучения, прошедшего через образец. Это дает огромное количество информации не только о составе образца, но и о происходящих в нем квантовых процессах.

Рис 145. Спектры белого света и первых трех химических элементов

      С помощью спектрометра можно узнать не только состав, но и, например, количество наночастиц. Известно, что наночастицы в растворе имеют примерно одинаковый размер, но с

течением времени слипаются в более крупные комочки и оседают. Соответственно, их количество в растворе постепенно уменьшается. Теперь возьмем каплю этого раствора и поместим в спектрометр. По интенсивности спектральных линий, соответствующих материалу наночастиц, можно рассчитать концентрацию соответствующих атомов в растворе. Разделив ее на количество атомов в наночастице, получим количество наночастиц на кубический сантиметр раствора.