연구실에서: 라만 효과를 더 효과적으로 사용하여 작은 입자 연구

Raman Scattering은 관찰 대상에 대한 정보를 얻는 데 매우 효과적인 방법이지만 매우 약한 현상이기도 합니다.

라만 산란은 노벨상 수상자인 C V 라만 경의 이름을 따서 명명되었습니다. (익스프레스 아카이브)

분자와 같은 서브마이크론 입자는 너무 작아서 볼 수 없습니다. 과학자들은 간접적으로 관찰하고 속성을 연구하기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 이러한 방법 중 하나는 이러한 입자에 의해 산란되는 광선을 연구하는 것입니다.

빛은 다양한 방식으로 물체와 상호 작용할 수 있습니다. 빛은 상호 작용하는 물체에 따라 반사, 굴절, 투과 또는 흡수되는 방식이 다릅니다. 일반적으로 빛은 물체와 상호 작용할 때 모든 방향으로 무작위로 산란됩니다.

문제의 물체가 수 나노미터(10억분의 1미터) 이하의 매우 작은 규모일 때, 그것에 입사하는 대부분의 빛은 입자를 주목하지 않고 방해받지 않고 진행됩니다. 이는 이러한 입자가 빛의 파장보다 작기 때문에 광파와 강하게 상호 작용하지 않기 때문입니다. 아주 가끔, 10억 분의 몇 번도 되지 않는 광파가 입자와 상호 작용합니다. 이러한 산란된 광파를 감지하면 입자 빛과 상호 작용한 입자에 대한 몇 가지 매우 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.

과학자들이 연구하는 것 중 하나는 산란된 빛이 입자에 충돌하기 전과 동일한 에너지를 가지고 있는지 또는 에너지 준위에 변화가 있었는지 여부입니다. 즉, 상호 작용이 탄력적인지 비탄력적인지 여부입니다.

빛의 에너지 변화가 관찰 중인 분자 또는 물질의 진동으로 인해 영향을 받아 결과적으로 파장이 변화하는 특정 유형의 비탄성 산란은 라만 산란(또는 라만 효과)입니다. 1920년대에 그것을 발견하고 1930년에 노벨상을 수상한 물리학자 CV Raman 경.

Raman Scattering은 관찰 대상에 대한 정보를 얻는 데 매우 효과적인 방법이지만 매우 약한 현상이기도 합니다. 현재 몇 년 동안 Pune에 있는 인도 과학 교육 및 연구 연구소(IISER)의 Dr GV Pavan Kumar와 그의 팀은 현상이 가능하도록 라만 산란과 탄성 산란 모두의 효과를 향상시키는 방법을 찾으려고 노력해 왔습니다. 더 쉽게 공부할 수 있습니다. 그들은 Raman Scattering을 받는 광파의 수를 늘리고 산란파를 특정 방향으로 정렬하여 센서나 감지기에 모두 포착할 수 있도록 하는 방법을 살펴보고 있습니다.

Nano Letters의 최근 논문에서 Pavan Kumar 박사와 그의 팀은 나노 규모에서 금속의 특수 특성을 혁신적으로 사용하여 이를 달성한 방법을 보고했습니다. 그들이 광범위하게 사용한 금속은 은이었다. 관찰 중인 분자 층과 결합된 나노 은선은 매우 흥미로운 결과를 보여주었다. Raman Scattering의 강도를 높이는 것 외에도 은선은 도파관 안테나처럼 작동하여 산란된 파도를 특정 각도로 안내합니다. 그 효과는 설정이 금 나노 필름에 놓일 때 더 강화되는 것으로 나타났습니다.

그들이 은선이나 금박이 아닌 원하는 분자에서만 산란된 빛을 연구하고 있음을 확인하기 위해 실험자들은 결합하기 전에 개별 물질 각각에서 산란된 빛을 판독했습니다. 팀은 라만 산란의 향상을 측정하고 산란된 광파가 나오는 정확한 방향을 감지하기 위해 푸리에 평면 라만 산란 현미경이라는 특수 현미경을 설계 및 제작했습니다.

현미경에 의해 수신된 신호는 나노 공동 내 분자의 진동 운동, 서로에 대한 방향, 산란광의 각도 분포에 대해 높은 정확도와 정밀도로 매우 좋은 정보를 제공할 수 있습니다. Pavan Kumar 박사와 그의 팀은 단일 분자 감도까지 더 나은 결과를 얻기 위해 이러한 실험을 어떻게 조정할 수 있는지 알아보기 위해 연구를 계속하고 있습니다.

또한 생물학적 세포, 막, 조직과 개념적으로 연결되어 있는 콜로이드, 액정, 활성 물질과 같은 연질 물질의 구조와 역학을 연구하기 위해 푸리에 현미경법을 탄성 및 비선형 광산란에 외삽하고 있습니다.

친구들과 공유하십시오: