원자 방출 분광법(AES)은 여기된 원자에서 방출되는 빛을 분석하여 표본의 원소 구성을 결정하는 데 사용되는 분석 기술입니다. AES에서 표본의 원자는 플라즈마, 아크 또는 스파크와 같은 고온 소스의 열 에너지에 의해 더 높은 에너지 수준으로 여기됩니다. 여기된 원자가 더 낮은 에너지 상태로 되돌아오면 각 원소의 특징적인 특정 파장의 빛을 방출합니다. 이러한 파장에 해당하는 개별 선으로 구성된 결과적인 원자 방출 스펙트럼을 통해 표본 내의 다양한 원소를 식별하고 정량화할 수 있습니다.

AES 계측은 원자 흡수 분광계와 유사점을 공유하지만 방출 감지를 위한 특정 적응이 있습니다. 고온 소스, 특히 유도 결합 플라즈마(ICP)는 원자를 방출 상태로 여기시키는 데 충분한 에너지를 얻기 때문에 AES에 필수적입니다. 다른 플라즈마 소스로는 마이크로파 유도 플라즈마(MIP)와 직류 플라즈마(DCP)가 있습니다. 가장 널리 사용되는 광원인 ICP는 최대 10,000K의 온도에 도달하여 일관된 여기 및 방출을 위한 안정적인 환경을 조성합니다. ICP-OES(광 방출 분광법)라고도 알려진 ICP-AES를 사용하면 방출원 주위에 반원형 배열로 여러 검출기를 배치하여 다양한 파장에 걸쳐 동시에 판독값을 캡처함으로써 다중 원소 분석이 가능합니다.

AES는 화염 및 전열 기술과 같은 전통적인 원자 흡수 방법에 비해 몇 가지 장점을 제공합니다. 복잡한 분자를 분리하는 고온 소스로 인해 AES는 화학적 간섭에 덜 민감하므로 더 깨끗한 스펙트럼 판독이 가능합니다. 이 기술을 사용하면 동시 다원소 분석이 가능해 분석 효율성이 크게 향상됩니다. 또한 AES는 더 넓은 농도 범위를 포괄하므로 다양한 시료 유형에 적합합니다.

이러한 장점에도 불구하고 AES에는 한계가 있습니다. 고온 소스에서 생성된 복잡한 스펙트럼은 스펙트럼 간섭 가능성을 높여 정량 분석을 복잡하게 만듭니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 AES 장비에는 원자 흡수 분광법에 사용되는 것보다 더 비싼 고해상도 광학 시스템이 필요합니다. 또한 AES는 다중 원소 분석에 강력하지만 원자 흡수 기술은 단순성, 비용 효율성 및 정밀도로 인해 단일 원소 분석에 여전히 유용합니다.

AES는 금속, 미량 원소 및 기타 무기 물질을 분석하기 위해 환경 모니터링, 재료 과학 및 임상 실험실에서 널리 사용됩니다. 신속한 다원소 분석을 수행하는 능력 덕분에 AES는 토양, 물 및 생물학적 시료를 테스트하는 데 특히 유용합니다. AES 기기의 높은 감도와 광범위한 원소 범위는 미량 농도와 유의미한 농도 모두에서 정확한 측정을 가능하게 하여 다양한 과학 분야의 원소 분석을 위한 다목적 도구가 됩니다.

AES에서 정량적 분석은 여기된 원자의 수에 비례하는 방출된 빛의 강도를 측정하는 데 의존합니다. 볼츠만 분포에 따르면, 이 여기 상태 밀도는 여기 소스의 온도에 따라 달라지며, 온도가 높을수록 더 많은 방출이 발생합니다. 종종 여러 자릿수에 걸쳐 선형인 교정 곡선은 알려진 표준을 분석하여 방출 강도와 원소 농도의 상관 관계를 분석하여 생성됩니다. 표준화 기술은 여기 효율 및 기타 도구 요인의 변화를 제어하여 다양한 표본의 원소를 정확하게 정량화하는 데 중요합니다.