グロー放電発光分光法

ラーフェンスブルク＝ヴァインガルテン専門大学のGDOES

左上：グロー放電光源；右：分光計のローランド円

グロー放電発光分光法（GDOES）は、金属やその他の非金属固体の定量分析のための分光分析法です。このアイデアは、1968年にドイツのハーナウ出身のヴェルナー・グリムによって発表され、特許を取得しました。^{[1] [2]}

通常の原子分光法は物質の表面構造を明らかにすることはできますが、層構造を明らかにすることはできません。一方、GDOESは試料の層を 徐々にアブレーションし、より深部の構造を明らかにします。

GDOES 分光法は元素の定量的および定性的な決定に使用できるため、分析化学の手法です。

プロセス

金属試料は直流プラズマの陰極として使用されます。試料の表面は、アルゴンイオンによるスパッタリングによって層状に除去されます。除去された原子は拡散によってプラズマ中に放出されます。励起波とともに放出される光子は特徴的な波長を持ち、下流の分光計によって記録され、その後定量化されます

プラズマ生成に高周波交流電圧を使用し、それに対応するグロー放電源の構造を採用すると、非金属サンプルも検査できるようになります。

センサーとして様々な機器が用いられます。光電子増倍管は、センサーの特定元素の微量から高濃度まで検出可能です。電荷結合素子を用いることで、適切な層厚で元素スペクトル全体を測定できます。

アプリケーション

グロー放電分光法は、鋼材やワニスの特性評価に確立された方法です。最近の開発は、リチウムイオン電池の多孔質電極の分析に関連しています。^{[3] [4]}

さらに詳しい情報

• R.ケネス・マーカス、ホセ・ブローカート著：分析分光法におけるグロー放電プラズマ、 Wiley、ISBN 0-471-60699-5
• トーマス・ネリス、リチャード・ペイリング：グロー放電発光分光法 - 実用ガイド

参考文献

1. Grimm, W. (1968). 「光学発光分光分析のための新しい光透過ランプ」. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy . 23 (7): 443– 454. Bibcode :1968AcSpe..23..443G. doi :10.1016/0584-8547(68)80023-0. ISSN  0584-8547
2. 米国特許US3543077、グリム・ヴェルナー、「スペクトル分析用グロー放電管」、1970年11月24日公開、Rsv Prazisionsmessgerate Gmbhに譲渡 
3. 高原 光; 鹿野 正弘; 小林 宏典 (2013). 「グロー放電発光分光法（GD-OES）によるLIB電極中のリチウムの定量」. Journal of Power Sources . 244 : 252– 258. doi :10.1016/j.jpowsour.2013.01.109. ISSN  0378-7753.
4. Ghanbari, N.; Waldmann, T.; Kasper, M.; Axmann, P.; Wohlfahrt-Mehrens, M. (2015). 「死後分析におけるグロー放電発光分光法によるリチウム沈着の検出」ECS電気化学レターズ. 4 (9): A100 – A102 . doi :10.1149/2.0041509eel. ISSN  2162-8726.

外部リンク

• グロー放電、グロー放電研究所
• 優れたイラスト付きGDOES理論