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《Raman拉曼光譜原理及應(yīng)用-劉仕鋒.pptx》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、拉曼光譜學(xué)——原理及應(yīng)用HORIBAJobinYvon北京辦事處報告內(nèi)容1-什么是拉曼光譜?–簡單介紹2-拉曼光譜儀工作原理介紹3-拉曼光譜在材料研究中的應(yīng)用介紹4-HORIBAJobinYvon拉曼光譜儀簡介1928年,印度科學(xué)家C.VRamanin首先在CCL4光譜中發(fā)現(xiàn)了當(dāng)光與分子相互作用后,一部分光的波長會發(fā)生改變(顏色發(fā)生變化),通過對于這些顏色發(fā)生變化的散射光的研究,可以得到分子結(jié)構(gòu)的信息,因此這種效應(yīng)命名為Raman效應(yīng)。時間和發(fā)現(xiàn)人?ProvidedbyProf.D.Mukherjee,DirectorofIndianAssociationfor
2、theCultivationofScience什么是拉曼效應(yīng)??laser?scatter>?laser瑞利散射什么是拉曼效應(yīng)??scatter=?laser拉曼散射光散射的過程:激光入射到樣品,產(chǎn)生散射光。散射光彈性散射(頻率不發(fā)生改變-瑞利散射)非彈性散射(頻率發(fā)生改變-拉曼散射)什么是拉曼效應(yīng)?不同材料的拉曼光譜有各自的不同于其它材料的特征的光譜-特征譜為表征和鑒別材料提供了指紋譜深入開展光譜學(xué)和材料物性研究打下基礎(chǔ)拉曼光譜給出的信息?組分信息結(jié)構(gòu)信息拉曼光譜給出的信息?羰基伸縮線寬=>結(jié)晶度碳環(huán)伸縮模式乙二醇模式:結(jié)構(gòu)的指示劑BgBgPET的拉曼光譜--
3、官能團(tuán)拉曼是指紋光譜ni=no-n(cm-1)50010001500200025003000350020000150001000050000Intensity(A.U.)OHstretchingCH3StretchingModesSkeletalBendingCCOmodesOHBendingCH3andCH2BendingModes甲醇vs.乙醇CH3OHvs.CH3CH2OH拉曼光譜給出的信息?化學(xué)組成,污染物探測...振動頻率可以給出結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化,對于分子所處的局域環(huán)境,比如晶相,局域應(yīng)力和結(jié)晶度等都很敏感結(jié)構(gòu)信息(晶體、無定形、同分異構(gòu)體…)定性的信息
4、:拉曼光譜是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的指紋光譜定量的信息:可以通過光譜校正,得到準(zhǔn)確的應(yīng)力大小和濃度分布BandpostionbandPositionshiftIntensityBandWidthRamanshift拉曼光譜給出的信息?拉曼光譜的特征拉曼頻移峰位與激發(fā)波長沒有關(guān)系633nm785nm532nm多激發(fā)波長:選擇適合的激發(fā)波長一般情況,拉曼光譜是不隨激發(fā)波長的變化而變化的然而…IRamanα1/?4UVorNIR激發(fā)可以避開熒光的干擾不同?excitation可以分析樣品不同層的信息2-拉曼光譜儀的工作原理拉曼光譜測量原理:激光樣品濾光裝置光柵探測器瑞利濾光片(去除
5、瑞利散射光-顏色不發(fā)生改變的光)耦合光路-光照射到樣品,收集散射光(大光路和顯微光路)光源-(太陽光-Hg燈-激光)光譜儀和探測器一般為單光柵光譜儀和CCD探測器幾個拉曼實驗中的重要因素1-靈敏度2-光譜分辨率3-空間分辨率影響:準(zhǔn)確性、取譜速度、空間分辨效果不得不說的話——任何一次拉曼光譜實驗中都會遇到的問題分辨率為2cm-1普通分辨率分辨率為0.65cm-1高分辨率SiC的拉曼光譜圖光譜分辨率吉林大學(xué)樣品紅色:分辨率(2cm-1)模式蘭色:高分辨率(0.65cm-1)模式光譜分辨率010-85679966-219怎樣找到一臺高分辨的拉曼譜儀?光譜儀的焦長:2
6、50mm、300mm、460mm、800mm……2m密決?空間分辨率(共焦技術(shù))共焦技術(shù)可以實現(xiàn):得到更好的橫向分辨率(<1μm)極大的提高了縱向分辨率(~2μm)有效地減少熒光干擾微米和亞微米顆??梢匝芯坎牧现械陌wXY和Z成像:相分布和結(jié)構(gòu)分布,多層膜樣品分析共焦針孔非聚焦應(yīng)用中可以解決:微區(qū)空間分辨率?好的共焦?fàn)顟B(tài)清晰的界面結(jié)果!空間分辨率(共焦技術(shù))——尋找好的共焦技術(shù)?高分子多層膜高分子多層膜空間分辨率(共焦技術(shù))共焦?fàn)顟B(tài)不好界面?3-拉曼光譜在材料研究中的應(yīng)用介紹1:半導(dǎo)體材料;2:聚合體;3:碳材料;4:地質(zhì)學(xué)/礦物學(xué)/寶石鑒定;5:生命科學(xué);6
7、:醫(yī)藥;7:化學(xué);8:環(huán)境;9:物理10:考古;11:薄膜;12:法庭科學(xué):違禁藥品檢查;區(qū)分各種顏料,色素,油漆,纖維等;爆炸物的研究;墨跡研究;子彈殘留物和地質(zhì)碎片研究拉曼光譜應(yīng)用領(lǐng)域:1-聚合物,高分子拉曼光譜應(yīng)用-鑒定不同材料在纖維材料中通常使用的材料的拉曼光譜Nylon6尼龍Kevlar合成纖維Pstyrene聚苯乙烯PETPaper紙纖維Ppropylene丙烯PE/EVA聚乙烯Onlyonepointofthesampleisilluminatedbythelaserandthecorrespondingspectrumisrecorded-tak
8、esfulladvant