Titelaufnahme

Titel
Infrared Spectroscopy - Efficient Computational Approaches and Fundamental Considerations Towards Miniaturization / Oliver M. D. Lutz
VerfasserLutz, Oliver Michael Dieter
Betreuer / BetreuerinHuck, Christian Wolfgang ; Bonn, Günther Karl ; Rode, Bernd Michael
Erschienen2015
UmfangVI, 192 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Diss., 2015
Anmerkung
Enth. u.a. 10 Veröff. d. Verf. aus den Jahren 2013 - 2015 . - Zsfassung in dt. Sprache
Datum der AbgabeMai 2015
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Infrarotspektroskopie / Molekülspektroskopie / Ab Initio / VSCF / Vibrational Self-Consistent Field / VPT2 / Vibrational Second-Order Perturbation Theory / Miniaturisierung / Linear-variabler Filter / Quantenchemie / Anharmonische Berechnungen / QM/MM / Moleküldynamik
Schlagwörter (EN)Infrared Spectroscopy / Molecular Spectroscopy / Ab Initio / VSCF / Vibrational Self-Consistent Field / VPT2 / Vibrational Second-Order Perturbation Theory / Miniaturization / Linear-variable Filter / Quantum Chemistry / Anharmonic Calculations / QM/MM / Molecular Dynamics
Schlagwörter (GND)Miniaturisierung / Molekülspektroskopie / Infrarotspektroskopie / Molekulardynamik / Signal-Rausch-Abstand / Quantenchemie
Zugriffsbeschränkung
 Das Dokument ist ausschließlich in gedruckter Form in der Bibliothek vorhanden.
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Doktorarbeit ist primär der miniaturisierten Infrarotspektroskopie gewidmet, einem der sich momentan am schnellsten entwickelnden Zweige dieser analytischen Disziplin. Es wird eine geräteseitige Modifikation am weltweit kleinsten Nahinfrarotspektrometer vorgestellt, welche in erster Linie das Signal-Rausch-Verhalten sowie die Reproduzierbarkeit der Messungen deutlich verbessert. Die Leistungsfähigkeit des modifizierten Spektrometers wird in einer Veröffentlichung beschrieben, welcher die Bestimmung des Ethanolgehalts in Fahrzeugtreibstoff zugrunde liegt. Bei der Adaptierung wurde auf größtmögliche Flexibilität geachtet, sodass neben flüssigen Proben sowohl durchsichtige als auch opake Feststoffe untersucht werden können. Aufgrund der Komplexität von Nahinfrarotspektren wurden die analytischen Anwendungen ausschließlich mit Hilfe multivariater Methoden ausgewertet. Des weiteren konnten die vielfältigen Absorptionen im nahen Infrarot mit ab initio quantenchemischen Verfahren genauer beleuchtet werden. Da solche Untersuchungen höchste Anforderungen an die Computeranlagen stellen, werden in drei Publikationen Möglichkeiten vorgestellt, mit denen der Aufwand ab initio basierter Spektroskopierechnungen deutlich verringert werden kann. Aufgrund des synergistischen Charakters von experimenteller Infrarotspektroskopie und Computerchemie konnten zwei weitere Veröffentlichungen realisiert werden, bei denen sich die individuellen Fachbereiche deutlich ergänzen.

Zusammenfassung (Englisch)

This doctoral thesis is primarily devoted to miniaturized infrared spectroscopy, one of the most rapidly developing sub-domains in this very analytical discipline. A hardware modification of the worlds smallest near-infrared spectrometer is presented, greatly amplifying the signal-to-noise ratio and the reproducibility of the measurements. The performance of the modified spectrometer was rigorously assessed in a publication describing an EU relevant environmental application that involves liquid gasoline samples. However, the device is by no means limited to liquid samples since the versatile sampling accessory can also accommodate translucent and opaque solid samples. Taking the arcane character of near-infrared spectra into account, each of the reported analytical applications was tackled with the aid of multivariate data analysis. With sophisticated quantum chemical approaches, light could also be shed onto the particularities of molecular vibrations. Importantly though, such methods require substantial computational resources and hence it seemed rewarding to provide measures increasing their efficiency. In this context, three works have been published, describing straightforward techniques that reduce the computational burden of grid-based anharmonic calculations significantly. The synergistic capabilities of experimental infrared spectroscopy and quantum chemical methods were reason enough to conduct two collaborative works that clearly illustrate the importance of bilateral approaches in science.