脱分極比

ラマン分光法において、偏光解消比はラマン散乱光の垂直成分と平行成分の強度比である。 ^{[ 1 ]}

この分野における初期の研究は、結合分極率の理論的取り扱いを開発したジョージ・プラチェクによって行われた。^{[ 2 ]}

ラマン散乱光は入射光の電場の刺激によって放出されます。したがって、散乱光の電場の振動方向、すなわち偏光方向は入射光のそれと同じであると期待されます。しかし実際には、ラマン散乱光の一部は入射光の偏光方向に対して垂直な偏光方向を持ちます。この成分は垂直成分と呼ばれます。当然、ラマン散乱光のうち入射光の偏光方向と平行な偏光方向を持つ成分は平行成分と呼ばれ、ラマン散乱光は平行成分と垂直成分から構成されます。

平行成分と垂直成分のピーク強度の比は偏光比（ρ）と呼ばれ、式1で定義される。^{[ 3 ]}

${\displaystyle \rho ={\frac {I_{垂直}}{I_{平行}}}\quad {\textrm {または}}\quad {\frac {I_{脱分極}}{I_{分極}}}}$

たとえば、偏光子が平行のときにピークの強度が 10 単位であり、偏光子が垂直のときに強度が 1 単位であるスペクトル バンドの偏光解消比は 1/10 = 0.1 となり、これは高度に偏光したバンドに相当します。

ラマンバンドの偏光解消比の値は、分子の対称性と基準振動モード、つまり分子の点群と、その基準振動モードが属する既約表現に依存する。プラチェクの分極率近似によれば、完全に対称な振動モードの偏光解消比は0.75未満であり、他の振動モードの偏光解消比は0.75であることが知られている。偏光解消比が0.75未満のラマンバンドは偏光バンドと呼ばれ、偏光解消比が0.75以上のバンドは偏光解消バンドと呼ばれる。^{[ 4 ] [ 5 ]}

3つの軸がすべて等価な球状分子の場合、対称振動はラマンスペクトル帯が完全に偏光（ρ = 0 ）する。一例として、メタン（CH ₄ ）の対称伸縮振動、あるいは「呼吸」振動モードが挙げられ、この振動モードでは4つのC−H結合すべてが同位相で振動する。しかし、1つのC−H結合が伸長し、他の3つのC−H結合が収縮する非対称振動モードでは、ラマン散乱放射は偏光解消される。^{[ 4 ]}

対称性の低い分子（対称トップまたは非対称トップ）の場合、分子の完全な対称性を伴う振動は偏光または部分偏光ラマンバンド（ρ <0.75 ）をもたらし、対称性の低い振動は脱偏光バンド（ρ≥0.75）をもたらす。^{[ 4 ]}

参考文献

1. Allemand, Charly D. (1970). 「ラマン分光法における偏光比測定」.応用分光法. 24 (3): 348– 353. Bibcode : 1970ApSpe..24..348A . doi : 10.1366/000370270774371552 . S2CID  97660984 .
2. Long, DA (1953年4月8日). 「ラマンスペクトルの強度 I. 結合分極率理論」.ロンドン王立協会紀要. シリーズA, 数学・物理科学. 217 ( 1129): 203– 221. Bibcode : 1953RSPSA.217..203L . doi : 10.1098/rspa.1953.0057 . JSTOR 99022. S2CID 97491664 .  
3. PerkinElmer, Inc. (2008). 「RamanStation 400用ラマン偏光アクセサリ」(PDF) (技術ノート). 2010年12月26日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2019年1月5日閲覧。
4. バンウェル, コリン・N.; マックキャッシュ, エレイン・M. (1994).分子分光法の基礎（第4版）. マグロウヒル. pp.  117– 118. ISBN 0-07-707976-0。
5. アトキンス, ピーター; デ・パウラ,フリオ (2006).物理化学（第8版）. WHフリーマン. p.  464. ISBN 0-7167-8759-8。