利用紅外線吸收光譜法探測凝聚相分子的電場效應

Probing Electric Field Effects on Molecules in Condensed Phase Using Infrared Absorption Spectroscopy

平松弘嗣(Hirotsugu Hiramatsu) ； 楊宗承(Tsung-Cheng Yang)

《化學》 79卷2期 (2021/06) Pp. 121-131

https://doi.org/10.6623/chem.202106_79(2).006

摘要

本文主要講述關於紅外線光譜在電場作用下，液態分子在常溫系統中所產生的反饋效應。首先說明關於樣品槽的設計、光譜系統的架構及如何量測微小的訊號。接著，說明如何結合理論計算去解釋電場相關的效應，簡言之，就是觀察向性結構的變化以及來自電子結構的訊號，並且結合相關公式來解釋紅外線光譜中吸收強度、峰位置以及帶寬的變化。最後，會講述有關於最近此技術的相關應用及其發展性。

關鍵字

電場效應 ； 紅外線吸收光譜 ； 液態分子系統 ； 電場吸收 ； 史塔克效應 ； 分子結構 ； 電子結構 ； 分子方向性

並列摘要

This paper reviews recent advancements on application of infrared absorption spectroscopy for analysis of electric field effects of liquid molecules at room temperature. Design of a sample cell for the application of the electric field and the spectroscopic methodology to detect the small change in the IR absorption are explained in detail. Also, we describe the theoretical framework for the analysis of the electric field effects, namely the changes on the orientation and molecular structure, and the signals that originate from the electronic structure. The formulations herein are useful to interpret the changes in the absorbance, the peak position, and the band width of each IR absorption band in the spectrum. Some recent reports will be introduced as the examples that utilize each signal due to the external electric field.

並列關鍵字

Electric field effect ； Infrared absorption spectroscopy ； Liquid molecules ； Electroabsorption ； Stark effect ； Molecular structure ； Electronic structure ； Molecular orientation