【摘要】 谱学研究是对物质与电磁辐射相互作用的研究

宽频介电谱(Broadbanddilectricspe)是荷裔美国科学家彼得·德拜（PeterDebye）1912年提出，这是对电场中电子偶极子运动的研究，通常是通过重新定位分子偶极子引起的系统极化。

BDS是一种谱学技术，其实验结论可与其他分析方法（如光谱、磁共振、流变学、量热法和透射法）直接比较。它是一种几乎台式的分析工具，独特地包括1018量级的时间尺度/工作频段，可以广泛检测不同温度、压力和场强下的介电谱。

自20世纪40年代以来，BDS作为一种现代化学分析方法的概念发展迅速。下图显示了过去几十年的介电谱（BDS）、红外(IR)和磁共振(NMR)研究文章总数。

 

虽然介电谱主要致力于非反应系统，但它还支持实验者开始研究复杂的液体和固态，以检测最新的理论模型（如液晶、半结晶聚合物、纳米系统等）。此外，化学工业也进入了这一领域，并开始将这些技术应用到自己的应用程序中，BDS开始稳步扩展到世界各地的实验室，并逐步改进。

 

谱学研究是对物质与电磁辐射相互作用的研究；一般描述辐射在特定频率下的吸收或发射、波长或能量。如上图所示，伽马射线光谱学检测的工作频段为10^19Hz-10^21Hz。X射线和紫外线(UV)光谱仪利用光电效应辐射探讨原子核和电子，阐明元素组成和氧化状态(10^15Hz-10^17Hz).在此频率下，紫外-可见光谱使用光来激发电子；测量辐射吸收或发射，然后分析系统的电子能量结构（10^13Hz-10^15Hz）。最后，红外光谱测量分子和功能离子键和键角的振动、旋转和拉伸组(工作频段10^11Hz-10^14Hz)。这些谱学技术对现代实验室非常有价值，有助于确定系统元素和化学成分。然而，在红外线以下的工作频段达到瓶颈，不仅是因为低于10^12Hz的光源不常见，而且因为电子和原子不适合这些缓慢的速率。

因此，在频率10^12Hz以下，有一个广阔的谱学领域，称为宽频介电谱学（BDS)，这是对电场下偶极子旋转和放松的研究。在BDS中，灯源被现代技术的震荡电压所取代，电子和物质之间的相互作用是由现场的干扰决定的。自20世纪80年代末几种技术仪器的发展以来，交钥匙介电谱仪已经商业化（以德国NOVOCONTROLConcept80为代表），BDS在工作频段10^−6-10^12Hz，即10^18个量级测量。因此，传统的“介电谱”已经广为人知，从目前设备的发展到现在，它被称为“宽频介电谱”。这个词在20世纪80年代末首次使用，今天非常流行。

需要注意的是，BDS一般定义在10^-6和10^12Hz之间。虽然现代FRA可以达到高达10^7Hz的频率，但不可能使用单一的测量技术来实现10^18级。因此，BDS是一个子场（如太赫兹光谱学和临时光谱法），集成了红外以下所有频率场谱学，具有一定的工作频段。无论时间尺度如何，BDS系统的目的都是研究电场下电子偶极子的运动。特定频率的偶极子响应与系统的“放松时间”有关。