Spektrum permitivitas dielektrik pada kisaran frekuensi yang luas. Bagian nyata dan imajiner dari permitivitas ditampilkan, dan berbagai proses digambarkan: relaksasi ionik dan dipolar, serta resonansi atom dan elektronik pada energi yang lebih tinggi.[1]
Spektroskopi dielektrik (yang termasuk dalam subkategori spektroskopi impedansi) mengukur sifat dielektrik suatu media sebagai fungsi frekuensi.[2][3][4][5] Spektroskopi dielektrik didasarkan pada interaksi medan eksternal dengan momen dipol listrik sampel, yang sering dinyatakan dengan permitivitas.
Spektroskopi dielektrik juga merupakan metode eksperimental untuk mengarakterisasi sistem elektrokimia. Teknik ini mengukur impedansi suatu sistem pada rentang frekuensi, dan oleh karena itu respons frekuensi sistem, termasuk penyimpanan energi dan sifat disipasi, terungkap. Seringkali, data yang diperoleh dengan spektroskopi impedansi elektrokimia (EIS) dinyatakan secara grafis dalam plot Bode atau plot Nyquist.
Impedansi adalah perlawanan terhadap aliran arus bolak-balik (AC) dalam sistem yang kompleks. Sistem kelistrikan kompleks pasif terdiri dari elemen pembuang energi (resistor) dan penyimpan energi (kapasitor). Jika sistem tersebut murni resistif, maka perlawanan terhadap AC atau arus searah (DC) hanyalah resistansi. Bahan atau sistem yang menunjukkan beberapa fase (seperti komposit atau bahan heterogen) umumnya menunjukkan respons dielektrik universal, di mana spektroskopi dielektrik mengungkapkan hubungan hukum daya antara impedansi (atau kebalikannya, admitansi) dan frekuensi, ω, medan AC yang diterapkan.
Hampir semua sistem fisika-kimia, seperti sel elektrokimia, osilator massa–berkas, dan bahkan jaringan biologis memiliki sifat penyimpanan dan pembuangan energi. EIS menelitinya.
Teknik ini telah berkembang pesat selama beberapa tahun terakhir dan sekarang digunakan secara luas di berbagai bidang ilmiah seperti pengujian sel bahan bakar, interaksi biomolekuler, dan karakterisasi mikrostruktur. Seringkali, EIS mengungkapkan informasi tentang mekanisme reaksi dari suatu proses elektrokimia: langkah reaksi yang berbeda akan mendominasi pada frekuensi tertentu, dan respons frekuensi yang ditunjukkan oleh EIS dapat membantu mengidentifikasi langkah pembatas laju.
