충북대 물리화학실험 레포트 The visible Spectra of Cyanine Dyes

문서 내 토픽

1. Cyanine Dye의 visible spectra

Cyanine Dye의 visible spectra를 통해 Dye solution의 흡광도를 측정하고, 투광도를 계산한 후 실험값과 이론값을 비교해보는 실험을 했다. visible spectra의 높은 peak이 나타난 지점에서의 파장과 흡광도를 측정했다. 파장은 흡수파장 공식을 이용해 구한 파장의 값과 비교해 오차율을 구했다. 오차율은 3가지 경우에서 보두 실험값이 이론값보다 작은 파장이 측정되었다. 이론에서는 particle in a box의 길이를 양쪽의 벤젠고리를 제외한 사슬의 부분으로 한정하고 실제로는 양쪽의 벤젠고리가 존재하기 때문에 편극성이 생겨 이론값보다 더 작은 파장이 측정되었다고 보았다. 흡광도는 상대적으로 농도가 더 진한 용액에서 더 높은 흡광도가 관찰되었다. Beer-lambert의 법칙에의해 흡광도는 각각 용액에서 농도에 비례하는 모습이 나타났다.
2. Conjugation과 흡수파장

3가지 용액에서 j의 값은 conjugation에 해당되는 이중결합의 수로서 각각 2,3,4 으로 계산했다. 그리고 더 많은 conjugation에 해당되는 이중결합의 수를 가진 용액일수록 더 긴 파장에서 peak이 나타났다. conjugation되어있는 이중결합에 의해 파이전자를 가지게 되고, 파이 전자들이 전이될 때 energy level의 간격에따라 파장의 값이 달라지게 되었다고 생각했다. conjugation에 해당되는 이중결합의 수가 많은 용액으로 갈수록 더 큰 영역대의 흡수파장을 가지고, 더 좁은 에너지 준위간 전이가 일어난다는 것을 파악할 수 있었다.

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1. Cyanine Dye의 visible spectra

Cyanine dye는 공액 시스템을 가지고 있어 가시광선 영역에서 강한 흡수 스펙트럼을 나타냅니다. 이 공액 시스템의 길이가 증가할수록 흡수 파장이 장파장 쪽으로 이동하게 됩니다. 이는 전자 전이 에너지가 감소하기 때문입니다. 따라서 Cyanine dye의 가시광선 영역에서의 흡수 스펙트럼은 공액 시스템의 길이에 따라 달라지게 됩니다. 이러한 특성은 Cyanine dye를 다양한 분야에서 활용할 수 있게 해줍니다. 예를 들어 형광 표지, 광전자 소자, 광학 기록 매체 등에 사용될 수 있습니다.
2. Conjugation과 흡수파장

분자 내 공액 시스템의 길이는 분자의 전자 구조와 밀접한 관련이 있으며, 이는 분자의 광학적 특성에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 공액 시스템의 길이가 증가할수록 분자의 최대 흡수 파장이 장파장 쪽으로 이동하게 됩니다. 이는 전자 전이 에너지가 감소하기 때문입니다. 따라서 분자 내 공액 시스템의 길이를 조절함으로써 분자의 흡수 파장을 원하는 영역으로 조절할 수 있습니다. 이러한 특성은 다양한 광학 소자 및 광전자 소자 개발에 활용될 수 있습니다.