Optimizacija optičkog dodatka za in situ infracrvenu spektro-elektrohemiju pomoću proračuna reflektivnosti i električnog polja

Apstrakt

Razmatramo optički dizajn dodatka za in situ infracrvenu reflekciono-absorpcionu spektroskopiju (IRRAS), sa posebnom pažnjom na njegovu optimizaciju na osnovu teorijskih proračuna. Osetljivost ove svestrane tehnike primenljive na većinu mono- i polikristalnih elektroda se može značajno povećati pažljivim podešavanjem upadnog ugla infracrveng (IC) zraka i pozicije površine elektrode. Pomoću Frenelovih jednačina pokazali smo da su reflektivnost i jačina električnog polja višeslojnog optičkog sistema medjusobno povezani, tako da se jačina električnog polja može pratiti pomoću refleksije svetlosti u prvi sloj, odnosno u IC detektoru. Rezultat izračunavanja ovih efekata za troslojni sistem, kristal cink selenida / vodeni rastvor / Pt elektroda, pokazuje da se jačina interferograma na infracrvenom spektrometru može uspešno koristiti za precizno podešavanje upadnog ugla dodatka za IRRAS: intenzitet interferograma se povećava pritiskanjem Pt elektrode na kristal ZnSe u blizini optimalnog upadnog ugla svetlosti, a smanjuje kada je upadni ugao svega nekoliko stepeni dalje od optimalnog. Kombinovanjem rezultata proračuna električnog polja sa eksperimentom može se dostići optimizovan sistem za identifikaciju i praćenje raznih vrsta čestica adsorbovanih na površini elektrode ili unutar nekoliko mikrometara od površine u rastvoru, usled promene elektrohemijskog potenicjala.