ラマンとFTIRのバンド

赤外分光装置とラマン分光装置は、それぞれ赤外吸収およびラマン散乱の測定装置としてよく知られており、分子振動の解析に用いられている。いずれも、化学構造や物理形態に関する情報が得られ、スペクトルパターンからの化学種の同定や、試料中の対象物質の定量に用いられている。

赤外分光法は、赤外線のエネルギーレベルが物質の分子振動エネルギーレベルと一致した時に対応する特定波長の赤外線が試料に吸収される現象を利用して、直接振動エネルギーを求める方法である。分光方法は、分散型とフーリエ変換型があり、フーリエ変換型をFTIRと呼ぶ。

一方、ラマン分光法では、散乱光を分光する。特定のエネルギーを持つレーザ光が試料によって散乱されるとき、ほとんどは、レーザ光と同じエネルギーの光が散乱(弾性散乱)するが、一部のわずかな散乱光において、レーザ光のエネルギーとは異なるエネルギーを持つ散乱光(非弾性散乱)が存在する。この散乱光をラマン散乱と呼ぶ。ラマン散乱光とレーザ光とのエネルギーの差は、分子振動のエネルギーに相当する。

ラマン分光装置(顕微タイプ)とFTIRの比較

測定原理

Raman

FTIR

測定対象
(得意分野)

ポリマーの骨格振動
芳香族化合物(炭素間多重結合)
無機化合物

OH/COOR/NH等
(赤外活性の高い官能基)

サンプリング

基本的に不要
非接触で測定可能。
透明試料であれば、内部の測定が可能。

必要
サンプルと目的に合わせた様々なサンプリング法がある。

サンプル量

液体:数μl/固体:数ng

数mg

測定可能濃度
定量性

%オーダー

ppm~%

データライブラリ

空間分解能

1μm以下~

~10μm

測定可能範囲

5㎝-1

400㎝-1

イメージング

ラマンとFTIRのバンド

官能基/固有振動モード 発生領域ラマン散乱赤外吸収
Lattice vibrations in crystals, LA modes 10 - 200 cm-1strongstrong
δ(CC) aliphatic chains 250 - 400 cm-1strongweak
υ(Se-Se) 290 -330 cm-1strongweak
υ(S-S) 430 -550 cm-1strongweak
υ(Si-O-Si) 450 -550 cm-1strongweak
υ(Xmetal-O) 150-450 cm-1strongmed-weak
υ(C-I) 480 - 660 cm-1strongstrong
υ(C-Br) 500 - 700 cm-1strongstrong
υ(C-Cl) 550 - 800 cm-1strongstrong
υ(C-S) aliphatic 630 - 790 cm-1strongmedium
υ(C-S) aromatic 1080 - 1100 cm-1strongmedium
υ(O-O) 845 -900 cm-1strongweak
υ(C-O-C) 800 -970 cm-1mediumweak
υ(C-O-C) asym 1060 - 1150 cm-1weakstrong
υ(CC) alicyclic, aliphatic chain vibrations 600 - 1300 cm-1mediumMedium
υ(C=S) 1000 - 1250 cm-1strongweak
υ(CC) aromatic ring chain vibrations*1580, 1600 cm-1strongmedium
*1450, 1500 cm-1mediummedium
*1000 cm-1strong/mediumweak
δ(CH3) 1380 cm-1mediumstrong
δ(CH2)
δ(CH3) asym
1400 - 1470 cm-1mediummedium
δ(CH2)
δ(CH3) asym
1400 - 1470 cm-1mediummedium
υ(C-(NO2)) 1340 - 1380 cm-1strongmedium
υ(C-(NO2)) asym 1530 - 1590 cm-1mediumstrong
υ(N=N) aromatic 1410 - 1440 cm-1medium-
υ(N=N) aliphatic 1550 - 1580 cm-1medium-
δ(H2O) ~1640 cm-1weak broadstrong
υ(C=N) 1610 - 1680 cm-1strongmedium
υ(C=C) 1500 - 1900 cm-1strongweak
υ(C=O) 1680 - 1820 cm-1mediumstrong
υ(CΞC) 2100 - 2250 cm-1strongweak
υ(CΞN) 2220 - 2255 cm-1mediumstrong
υ(-S-H) 2550 - 2600 cm-1strongweak
υ(C-H) 2800 - 3000 cm-1strongstrong
υ(=(C-H)) 3000 - 3100 cm-1strongmedium
υ(Ξ(C-H)) 3300 cm-1weakstrong
υ(N-H) 3300 - 3500 cm-1mediummedium
υ(O-H) 3100 - 3650 cm-1weakstrong

※υ:伸縮振動 δ:変角振動



 ラマン分光アプリケーション