ATR (FTIR spektroskopie)


ATR spektroskopie (neboli spektroskopie úplného zeslabeného odrazu) je nejmodernější a nejvyužívanější měřící technikou v FTIR spektroskopii. Proč? Zejména díky jednoduchosti vzorkování a využitelnosti pro naprostou většinu vzorků - pevné látky, kapaliny, prášky, pasty, gely atd. Tato metoda využívá odrazu záření na rozhraní krystal-vzorek, přičemž dochází k penetraci záření (evanescentní vlny) typicky jednotky až desítky µm do vzorku (v závislosti na vlnové délce). Pro toto měření je tedy důležité dobrého a opakovatelného přítlaku mezi materiálem a krystalem - to je u pevných látek řešeno přítlačným mechanismem, kdy se reprodukuje vždy stejný tlak na vzorek. U kapalin toto není třeba řešit (z fyzikální podstaty věci je kontakt s krystalem dokonalý).

ATR spektrum se od transmisního liší - pásy nejsou tolik intenzivní (záření nepenetruje vzorkem tak hluboko jak v transmisi), a dochází také k deformaci základní čáry směrem k nižším vlnočtům (nárůst hloubky penetrace záření s klesajícími vlnočty) a také k mírnému posunu polohy pásů kvůli nerovnoměrné distribuci indexu lomu v materiálu (anomální disperze). Tyto odlišnosti od transnisního spektra lze do jisté míry efektivně odstranit softwarovou korekcí (tzv. ATR korekce spektra).

U ATR techniky je důležité zvolit vhodný krystal materiálu. Nejčastěji se jedná o diamant, gernánium a ZnSe:
 

Materiál ATR krystalu

Výhody

Nevýhody

Diamant

 

​​​​​​​+ Extrémní odolnost (chemická i mechanická)

+ Vhodný pro většinu materiálů

Cena

 

Germanium

 

+ Vhodný pro tmavé materiály (vyšší index lomu)

Nižší odolnost než diamant

ZnSe

+ Vysoká propustnost​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

+​​​​​​​  Cena

Nízká odolnost (nevhodné pro pevné látky)

 

 

Z hlediska designu existují dvě provedení ATR jednotek:

  • Jednoodrazové ATR - k odrazu na rozhraní krystal vzorek dochází pouze jednou. 
  • Víceodrazové ATR (horizontální ATR, HATR) - dochází k vícenásobnému odrazu (nejčastěji 3x- 7x) a tím se násobí i optická dráha vzorkem. Vhodné pro méně koncentrované kapalinné vzorky (kvantifikace) a nebo tenké folie. Nehodné pro pevné látky, Krystaly jsou obvykle prostornější, a proto se nevyrábí z diamantu, ale levnějších materiálů (Ge, ZnSe).