原子発光分光法 (AES) は、励起された原子から放出される光を分析してサンプルの元素組成を決定するために使用される分析技術です。AES では、サンプル内の原子は、プラズマ、アーク、スパークなどの高温源からの熱エネルギーによって高エネルギーレベルに励起されます。これらの励起された原子は、低エネルギー状態に戻ると、各元素に特有の特定の波長で光を放出します。結果として得られる原子発光スペクトルは、これらの波長に対応する離散的な線で構成されており、サンプル内のさまざまな元素を識別して定量化できます。

AES 機器は原子吸光分光計と類似していますが、発光検出に特定の適応がされています。高温源、特に誘導結合プラズマ (ICP) は、原子を発光状態に励起するのに十分なエネルギーを実現するため、AES に不可欠です。その他のプラズマ源には、マイクロ波誘導プラズマ (MIP) や直流プラズマ (DCP) などがあります。最も広く使用されているソースである ICP は、最高 9,727 °C の温度に達し、一貫した励起と放出のための安定した環境を作り出します。ICP-AES は ICP-OES (光発光分光法) とも呼ばれ、放出ソースの周囲に複数の検出器を半円形に配置して、さまざまな波長にわたって同時に読み取りを行うことで、多元素分析を可能にします。

AES は、炎や電熱法などの従来の原子吸光法に比べていくつかの利点があります。複雑な分子を解離させる高温ソースのため、AES は化学干渉の影響を受けにくく、よりクリーンなスペクトル読み取りが可能です。この技術により、同時多元素分析が可能になり、分析効率が大幅に向上します。さらに、AES はより広い濃度範囲をカバーするため、さまざまなサンプルタイプに適しています。

これらの利点にもかかわらず、AES には制限があります。高温ソースによって生成される複雑なスペクトルは、スペクトル干渉の可能性を高め、定量分析を複雑にします。これらの課題に対処するために、AES 機器には高解像度の光学システムが必要であり、多くの場合、原子吸光分光法で使用されるものよりも高価です。さらに、AES は多元素分析に強力ですが、原子吸光法はシンプルさ、費用対効果、精度の高さから、単元素分析にも有用です。

AES は、環境モニタリング、材料科学、臨床検査室で金属、微量元素、その他の無機物質の分析に広く使用されています。多元素分析を迅速に実行できるため、土壌、水、生物サンプルの検査に特に役立ちます。AES 機器は感度が高く、元素の範囲が広いため、微量濃度と有意濃度の両方で正確な測定が可能で、さまざまな科学分野にわたる元素分析の多目的ツールとなっています。

AES では、定量分析は放出光の強度の測定に依存しており、これは励起原子の集団に比例します。ボルツマン分布によると、この励起状態の集団は励起源の温度に依存し、温度が高いほど放出量が多くなります。数桁にわたって直線になることが多い較正曲線は、既知の標準を分析して放出強度と元素濃度を相関させることで作成されます。標準化技術は、励起効率やその他の機器要因の変動を制御し、多様なサンプル内の元素の正確な定量化を可能にするために重要です。