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和周波分光の結果をより正確に解析するための情報として様々な官能基に関する複素屈折率の分散を調べた論文<ref name = "ref1" /><ref name = "ref2" /><ref name = "ref3" />がある。これは全反射実験のデータに基づいて屈折率の分散をまとめたものになっている。本ComplexRIはこれに基づいて、全反射実験のデータさえ与えれば、同じようなフィッティングが簡単に行えるように開発された。<br /> | 和周波分光の結果をより正確に解析するための情報として様々な官能基に関する複素屈折率の分散を調べた論文<ref name = "ref1" /><ref name = "ref2" /><ref name = "ref3" />がある。これは全反射実験のデータに基づいて屈折率の分散をまとめたものになっている。本ComplexRIはこれに基づいて、全反射実験のデータさえ与えれば、同じようなフィッティングが簡単に行えるように開発された。<br /> | ||
フィッティング計算には論文<ref name = "ref2" /><ref name = "ref3" />で用いられたものを主として用いている。これは、本研究室の王助教と以前森田グループに所属していた村田によって作成されたものである。本ComplexRIでは初期値を設定しなくてもフィッティングが行えるように、少しアルゴリズムを改良している。これは本研究室の森田教授、王助教の指導の下で上村が実装した。<br /> | |||
また、WebアプリケーションとしてのUIも上村が実装した。 | また、WebアプリケーションとしてのUIも上村が実装した。 | ||
2021年12月14日 (火) 08:19時点における最新版
概要
本ComplexRIは、全反射実験から得たデータを用いて、複素屈折率の分散を調べるためのWebアプリケーションである。複素屈折率の分散を調べることは和周波分光の解析に役立つ。界面SFG分光とは可視光と赤外光の2つの光を照射したときに、界面で選択的に発生する和周波光を検出するもので、2次の非線形効果を応用した分光法であり、近年液体界面や高分子界面などを含めた幅広い界面分析に応用されるようになった。この和周波発生はフレネル係数に大きく影響されており、また、フレネル係数は屈折率に依存した量である。そこで和周波分光を解析するには複素屈折率の分散を調べることが必要であり、本Complexそれを手軽に行えることを目的に開発された。
主な特徴
- 全反射実験の実験データさえあれば、複素屈折率の分散を出すことが可能。
- 適用範囲は赤外領域。これは、和周波分光では官能基を調べることを目的としており、これに一致する光の周波数帯が赤外領域だからである。
作成の経緯
和周波分光の結果をより正確に解析するための情報として様々な官能基に関する複素屈折率の分散を調べた論文[1][2][3]がある。これは全反射実験のデータに基づいて屈折率の分散をまとめたものになっている。本ComplexRIはこれに基づいて、全反射実験のデータさえ与えれば、同じようなフィッティングが簡単に行えるように開発された。
フィッティング計算には論文[2][3]で用いられたものを主として用いている。これは、本研究室の王助教と以前森田グループに所属していた村田によって作成されたものである。本ComplexRIでは初期値を設定しなくてもフィッティングが行えるように、少しアルゴリズムを改良している。これは本研究室の森田教授、王助教の指導の下で上村が実装した。
また、WebアプリケーションとしてのUIも上村が実装した。
チュートリアル
- チュートリアルでは4種類全10個の入力について、実際に解析を行い、その結果をもとに説明する。
| 目次（チュートリアル） |
|---|
| チュートリアル01：ファイルを入れて解析する(入力1⃣を与える練習) |
| チュートリアル02：解析に関する条件を指定する(入力4⃣を与える練習) |
| チュートリアル03：ファイルの形式を変える(入力2⃣を与える練習) |
| チュートリアル04：実験条件を正しく与える(入力3⃣を与える練習) |
マニュアル
| 目次（入力） |
|---|
| 入力01：タイトル |
| 入力02：ファイル |
| 入力03：反射率か吸光度か？ |
| 入力04：波数範囲 |
| 入力05：データの列の指定 |
| 入力06：昇順か降順か？ |
| 入力07：実験で用いた基質の種類 |
| 入力08：入射角 |
| 入力09：吸収がないときの屈折率 |
| 入力10：残差の指定 |
| 入力11：フィッティング関数のパラメータの設定の有無 |
| 目次（出力） |
|---|
| 出力01：数値 |
| 出力02：表 |
| 出力03：グラフ |
| 出力04：アウトプットファイル |
内部処理
| 目次（内部処理） |
|---|
| 説明01：フィッティング方法 |
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詳細
| 目次（詳細） |
|---|
| 詳細01：ローレンツ関数を使う理由 |
| 詳細02：p波とs波の平均値で与えられる理由 |
| 詳細03：屈折率の虚部が吸収を表す理由 |
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参考文献
- ↑ "Effect of Frequency-Dependent Fresnel Factor on the Vibrational Sum Frequency Generation Spectra for Liquid/Solid Interfaces" Lin Wang, Satoshi Nihonyanagi, Ken-ichi Inoue, Kei Nishikawa, Akihiro Morita, Shen Ye, Tahei Tahara, J. Phys. Chem. C, 123(25) 15665-15673 (2019).
- ↑ 2.0 2.1 "Dispersion of Complex Refractive Indices for Intense Vibrational Bands. II Implication to Sum Frequency Generation Spectroscopy" Lin Wang, Ryo Murata, Ken-ichi Inoue, Shen Ye, and Akihiro Morita, J. Phys. Chem. B, 125(34), 9804-9810 (2021).
- ↑ 3.0 3.1 "Dispersion of Complex Refractive Indices for Intense Vibrational Bands. I Quantitative Spectra" Ryo Murata, Ken-ichi Inoue, Lin Wang, Shen Ye, and Akihiro Morita, J. Phys. Chem. B, 125(34), 9794-9803 (2021).