Ett team av forskare från National Institute of Standards and Technology (NIST) och University of Colorado Boulder har visat att kvantinfraröd spektroskopi kan uppnå ultrabredbandsspektroskopiska mätningar. Detta genombrott kan leda till nya sätt att analysera material och upptäcka kemikalier.
Kvantinfraröd spektroskopi använder egenskaperna hos kvantmekaniken för att mäta energinivåerna hos molekyler. Detta kan ge information om den molekylära strukturen och sammansättningen. Traditionell infraröd spektroskopi begränsas dock av bandbredden för de ljuskällor och detektorer som används. Det betyder att den bara kan mäta ett smalt frekvensområde åt gången.
NIST-teamet övervann denna begränsning genom att använda en kvantkaskadlaser (QCL). QCL är halvledarlasrar som kan avge ljus vid mycket höga frekvenser. Detta gjorde det möjligt för teamet att mäta ett mycket bredare spektrum av frekvenser än vad som tidigare varit möjligt.
Teamet använde sin nya teknik för att mäta vibrationsspektra för flera molekyler, inklusive vatten, koldioxid och metan. De kunde få högupplösta spektra som avslöjade nya detaljer om molekylstrukturen.
Detta genombrott kan leda till nya sätt att analysera material och upptäcka kemikalier. Det kan till exempel användas för att identifiera föroreningar i miljön eller för att utveckla ny medicinsk diagnostik.
Teamets resultat publicerades i tidskriften Nature Photonics.
Nyckelresultat:
* Infraröd kvantspektroskopi kan uppnå ultrabredbandsspektroskopiska mätningar.
* Detta genombrott kan leda till nya sätt att analysera material och upptäcka kemikalier.
* NIST-teamet använde en kvantkaskadlaser (QCL) för att övervinna begränsningarna med traditionell infraröd spektroskopi.
* Teamet kunde erhålla högupplösta spektra som avslöjade nya detaljer om molekylstrukturen.
Framtida konsekvenser:
* Detta genombrott kan leda till nya sätt att analysera material och upptäcka kemikalier.
* Det kan till exempel användas för att identifiera föroreningar i miljön eller för att utveckla ny medicinsk diagnostik.
