دراسة طيفية لتراكيز منخفضة من صبغة الكومارين مع تقنية تحسين فجوة الامتصاص ذات المدى الطيفي الواسع
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
ان الدراسة الحالية هي دراسة طيفية لصبغة الكومارين 334 المذابة في محلول الميثانول. مدى التراكيز المحضرة من المحلول الرئيسي كان ممثل بالقيم المحصورة بين 3.39x10-9 to 2.03x10-8 مولاري. تم دراسة بعض الخصائص البصرية مثل اطياف الامتصاصية والنفاذية، معامل الامتصاص، معامل الانعكاس ، معامل الخمود، طاقة التذبذب والتشتت وايضا فجوة الطاقة. اطياف الامتصاص سجلت عند الطول الموجي 452nm باستخدام تقنية التجويف البصري Broadband Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy التي تعتمد على زيادة طول المسار للضوء الصادر من مصدر ضوئي ووصولاً الى الكاشف. اصغر مقدرا امتصاص تم قياسه هو 0.07 مع اقل تركيز والذي هو 3.39x10-9 مولاري. وبالنتيجة، فان الخصائص البصرية تم حسابها بالاعتماد على اصغر قيمة للامتصاصية. فجوة الطاقة تم تحديدها وكانت تساوي ~2.55eV. ان التراكيز المنخفضة تؤدي الى تصادامات قليلة بين الجزيئات في المواد مع الضوء الساقط. وهذا الانحفاض يؤدي الى تقليل الضوضاء والخسائر. بالاضافة الى ذلك، طاقات التذبذب والتشتت تم حسابها ووجد انها تقل بزيادة التركيز مع العلم ان هذه الطاقات تساعد في اعطاء المعلومات حول تركيب الاصرة للكومارين 334. وكذلك قيمة معامل الانكسار والخمود وجد انها تزدااد بزيادة التركيز. وتم الاستنتاج في هذه الدراسة ان السلوك الطيفي للكومارين مع التراكيز المنحفضة جداً يعتبر مثالاً لباقي المواد لكي تستخدم في التطبيقات الفوتونية مع التراكيز المنخفضة جداً. ان الخصائص البصرية تعتبر العامل الرئيسي لتحديد امكانية استخدام المواد في التطبيقات المعقدة وتطوير اداء هذه الاجهزة التي تعتمد في عملها على الخصائص البصرية.
Received 8/4/2021
Accepted 5/7/2021
Published Online First 20/9/2021
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
المراجع
Ghouili A, Dusek M, Petricek V, Ayed TB, Hassen RB. Synthesis, crystal structure and spectral characteristics of highly fluorescent chalcone-based coumarin in solution and in polymer matrix. J Phys Chem Solids.2014; 75(2):188-193.
Khemakhem S, Elleuch S, Azaza NB, Ammar H, Abid Y. Hydrolysis and substitution effects on the optical properties of coumarin derivatives studied by vibrational spectroscopy and DFT calculation. J Mol Struct. 2018; 1168:65-72.
AL-Aqmar DM, El Gohary ZH, Othman HA, Abou Kana MTH. Optical characterization of Coumarin 334 hybrid with silver nanoparticles in imidazolium-based ionic liquid. J Dyes Pigm. 2019;165:361-371.
Bisen R, Tripathi J, Sharma A, Khare A, Kumar Y, Tripathi S. Optical behaviour of coumarin dye in PVA and PMMA film matrices. J Vacuum. 2018; 152:65-69.
Pramod AG, Renuka CG, Nadaf YF, Rajaramakrishna R. Impact of solvents on energy gap, photophysical, photometric properties for a new class of 4-HCM coumarin derivative: Nonlinear optical studies and optoelectronic applications. J Mol Liq. 2019; 292: 111383.
Yıldırım F, Demirçalı A, Karcı F, Bayrakdar A, Taşlı PT, Kart H. New coumarin-based disperse disazo dyes: Synthesis, spectroscopic properties and theoretical calculations. J Mol Liq. 2016; 223:557-565.
Mensah TO,Wang B, Bothun G, Winter J, Davis V. Nanotechnology Commercialization: Manufacturing Processes and Products, 1st ed. American Institute of Chemical Engineers, Wiley-AlChE, New York; 2017. 7.
O’Keefe A, Deacon DAG. Cavity-ring-down optical spectrometer for absorption measurements using pulsed laser sources, Rev Sci Instrum. 1988, 59(12): 2544–2551.
Engeln R, Berden G, Peeters R, Meijer G. Cavity enhanced absorption and cavity enhanced magnetic rotation spectroscopy, Rev Sci Instrum. 1998; 69: 3763.
Fiedler SE, Hese A, Ruth AA. Incoherent broad-band cavity-enhanced absorption spectroscopy. Chem Phys Lett.. 2003; 371(3-4); 284-294.
Islam M, Seetohul LN, Ali Z. Liquid-phase broadband cavity-enhanced absorption spectroscopy measurements in a 2 mm cuvette. Appl. Spectrosc. 2007; 61(6): 649-658.
Mazurenka M, Orr-Ewing AJ, Peverall R, Ritchie GAD. Cavity ring-down and cavity enhanced spectroscopy using diode lasers. Annu. rep. prog. chem., Part C Phys. chem.2005; 101:100.
Bajuszova Z, Naif H, Ali Z, McGinnis J, Islam M. Cavity enhanced liquid-phase stopped-flow kinetics. analyst. 2018; 143(2):493-502.
Seetohul LN, Ali Z, Islam M. Broadband cavity enhanced absorption spectroscopy as a detector for HPLC. Anal. Chem. 2009; 81(10): 4106-4112.
Bajuszova Z, Ali Z, Scott S, Seetohul LN, Islam M. Cavity Enhanced Immunoassay Measurements in Microtiter Plates using BBCEAS. Anal. Chem. 2016; 88(10): 5264–5270.
Rushworth CM, Jones G, Fischlechner M, Walton E, Morgan H. On-chip cavity-enhanced absorption spectroscopy using a white light-emitting diode and polymer mirrors.Lab Chip. 2015; 15(3):711-717.
Abhishek D, Kumar NS, Paul PK, Roy S, Vekariya RL. Influence of Tagging Thiophene Bridge Unit on Optical and Electrochemical Properties of Coumarin Based Dyes for DSSCs with Theoretical Insight. J Org Elect. 2018; 53: 280–286.
Rabahi A, Makhloufi-Chebli M, Hamdi SM, Silva AMS, Kheffache D, Boutemeur-Kheddis B, Hamdi M. Synthesis and optical properties of coumarins and iminocoumarins: Estimation of ground- and excited-state dipole moments from a solvatochromic shift and theoretical methods. J Mol Liq. 2014; 195:240-247.
Mohammed KR, Aboud LH, Jassim AH. Study of molecular electronic energy levels of malachite green dy. AIP Conf Proc. 2019;2144(1): 030022.
Saeed AA, Saloomi NJ. Optical Properties of Polystyrene Films Doped by Methyl Green Dye. M J S . 2017; 28(1):158-163.
Van der Sneppen L, Hancock G, Kaminski C, Laurila T, Mackenzie SR, Neil SRT, Peverall R, Ritchie GAD, Schnippering M, Unwin PR. Following interfacial kinetics in real time using broadband evanescent wave cavity-enhanced absorption spectroscopy: a comparison of light-emitting diodes and supercontinuum sources. Analyst. 2010; 135(1):133-139.
Sivanesan T, Natarajan V, Pandi S. Non-linear optical properties of α-glycine single crystals by ZScantechnique. Indian J Sci Technol. 2010; 3:653-655.
Abdel Kader KAM, Abdel Hamied SF, Mansour AB, Ellawindy AMY, Eltantaway F. Effect of The Molecular Weights on The Optical and Mechanical Properties of Poly (vinyl alcohol) Films. Polym Test. 2002; 21(7):847-850.
Radaf I. Structural, Optoelectrical, Linear, and Nonlinear Optical Characterizations of the Cu2ZnGeSe4 Thin Films. J Mater Sci Mater Electron. 2020; 31(4): 3228–3237.
Khudayer I. Depending the Structure and Optical Properties of Cadmium Telluride Films on the Doping process. M J S . 2018; 29.
Hassanien AS, Ishu S. Optical Properties of Quaternary a-Ge15-x Sbx Se50 Te35 Thermally Evaporated Thin-Films: Refractive Index Dispersion and Single Oscillator Parameters. Optik. 2020; 200: 163415.
Swanepoel R, Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon. J Phys E Sci Instrum. 1983; 16; 12: 1214.
Antar EM. Effect of Gamma ray on optical characteristics of dyed PVA films. J Radiat Res Appl Sci. 2014; 1-6 .
Hassanien AS, Akl AA. Influence of composition on optical and dispersion parameters of thermally evaporated non-crystalline Cd50S50−xSex thin films. J Alloys Compd. 2015; 648: 280–290.
Tanaka K. Optical properties and photoinduced changes in amorphous As-S films. Thin Solid Films. 1980; 66:271–279.