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拉曼光谱仪原理及应用拉曼光谱是一种非常重要的光谱分析技术，它可以用于分析各种物质的成分和结构。
拉曼光谱仪是用来测量样品的拉曼光谱的仪器，它的原理和应用对于理解和应用拉曼光谱技术非常重要。
拉曼光谱是一种分子振动光谱，它是通过测量样品散射的光谱来获取样品的信息。
当样品受到激发光的照射时，它会产生散射光。
拉曼光谱仪通过测量样品散射光的频移来获取样品的拉曼光谱。
拉曼光谱的频移是由于样品分子的振动引起的，因此可以通过拉曼光谱来获取样品的成分和结构信息。
拉曼光谱仪的原理主要包括激发光源、样品、光谱仪和检测器。
激发光源通常采用激光器，它可以提供单色、高亮度的激发光。
样品可以是固体、液体或气体，当激发光照射到样品上时，样品会产生拉曼散射光。
光谱仪用于分辨和测量拉曼散射光的频移，常用的光谱仪有单色仪、光栅和干涉仪。
检测器用于检测和记录拉曼散射光的强度，常用的检测器有光电倍增管和CCD。
拉曼光谱仪的应用非常广泛，它可以用于化学、生物、材料、环境等领域的分析和研究。
在化学领域，拉曼光谱可以用于分析化学物质的成分和结构，例如有机分子、药物、化学反应产物等。
在生物领域，拉曼光谱可以用于分析生物分子的结构和功能，例如蛋白质、DNA、细胞等。
在材料领域，拉曼光谱可以用于分析材料的结构和性能，例如纳米材料、聚合物、无机材料等。
在环境领域，拉曼光谱可以用于监测环境污染物、分析大气、水质等。
总之，拉曼光谱仪是一种非常重要的光谱分析仪器，它的原理和应用对于理解和应用拉曼光谱技术非常重要。
拉曼光谱技术已经成为化学、生物、材料、环境等领域的重要分析手段，它在科学研究、工业生产、环境监测等方面都发挥着重要作用。
希望本文的介绍可以帮助读者更好地理解拉曼光谱仪的原理和应用，促进拉曼光谱技术的发展和应用。
激光共聚焦拉曼光谱仪(raman)的工作原理及应用优势
激光共聚焦拉曼光谱仪（Raman spectroscopy）利用拉曼散射现象来获得样品的信息。
其工作原理如下：
激光激发：激光光源照射在样品上，激发样品中的分子振动和转动。
拉曼散射：样品中的分子在受到激光激发后，会发生拉曼散射。
在这个过程中，一部分光子的能量被转移给样品分子，使得散射光子的能量发生改变，这种能量变化对应于样品分子的振动和转动能级差。
光谱测量：拉曼散射光子的能量变化被测量，生成拉曼光谱。
这个光谱提供了关于样品分子的结构、化学成分、晶体结构等信息。
激光共聚焦拉曼光谱仪的应用优势包括：
非破坏性分析：拉曼光谱是一种非破坏性的分析技术，可以直接对样品进行测试而无需破坏样品。
高灵敏度：拉曼光谱可以检测到样品中的微量成分，具有很高的灵敏度。
高空间分辨率：激光共聚焦技术结合在一起，可以提供高空间分辨率的拉曼光谱图像，对微区域样品的分析提供了可能。
无需或简化样品准备：拉曼光谱不需要复杂的样品准备过程，对样品的要求相对较低，可以节省时间和成本。
多领域应用：拉曼光谱在材料科学、药物研发、生命科学、环境监测等领域都有广泛应用，可以用于分析固体、液体、气体等不同类型的样品。
总的来说，激光共聚焦拉曼光谱仪因其非破坏性、高灵敏度、高空间分辨率等优势，在科学研究和工业领域具有重要的应用价值。
拉曼光谱的原理和应用拉曼光谱是一种非常重要的光谱技术，它具有广泛的应用领域，包括材料科学、化学分析、生物医学等。
本文将介绍拉曼光谱的原理和应用，并探讨其在这些领域中的作用。
拉曼光谱是一种基于分子振动的光谱技术。
当光线照射到样品上时，一部分光被散射出去，而其中部分光子的能量被分子吸收并用于激发分子的振动。
被散射光的波长发生了移位，这种波长移位即为拉曼散射。
拉曼光谱通过测量这种波长移位，可以得到样品中的分子振动信息，从而揭示样品的结构和组成。
拉曼光谱有许多应用。
首先，它在材料科学领域中起着重要的作用。
通过测量拉曼光谱，我们可以分析材料的化学组成和结构特征。
例如，可以利用拉曼光谱来鉴定材料的纯度和晶体结构，监测材料中的杂质含量等。
此外，拉曼光谱还可以帮助研究材料中的微观缺陷和晶格畸变，对材料的物理性质进行探究。
其次，化学分析也是拉曼光谱的重要应用之一。
拉曼光谱可以用于快速、非破坏性的分析化学样品。
与传统的化学分析方法相比，拉曼光谱无需预处理样品，也不需要使用昂贵的试剂。
利用拉曼光谱，可以对各种化合物进行定性和定量分析，包括有机物、无机物和生物分子等。
例如，在药学领域，拉曼光谱被广泛应用于药品质量控制、药物成分分析和药效评估等方面。
此外，拉曼光谱在生物医学领域也有着广泛的应用。
通过测量生物分子的拉曼光谱，可以研究其结构和相互作用。
例如，可以利用拉曼光谱来探索蛋白质、核酸和糖类等生物分子的结构和功能。
此外，拉曼光谱还可以应用于生物医学诊断。
许多疾病的早期诊断和治疗需要准确的检测技术，而拉曼光谱由于其高分辨率和高灵敏度的特点，被认为是一种很有潜力的诊断工具。
除了上述领域，拉曼光谱还有许多其他的应用。
例如，在环境监测中，可以利用拉曼光谱来分析水和土壤中的污染物，监测环境污染的程度；在食品科学中，拉曼光谱可以用于检测食品中的添加剂和污染物，确保食品的质量和安全。
总之，拉曼光谱作为一种非常有价值的光谱技术，具有广泛的应用前景。
拉曼光谱的原理及应用拉曼光谱是将激发的样品通过分析散射光的频率而得到的一种光谱技术。
它是基于拉曼散射效应，即光与物质相互作用后，光的频率发生变化而产生散射光谱。
拉曼光谱的原理及应用如下。
原理：拉曼散射是指当物质被激发后，光通过与物质分子或晶体相互作用而发生频率改变的现象。
当光与物质相互作用后，其中一部分光的频率会发生变化，其频率的差值与物质分子或晶体的振动和转动能级有关。
这种频率发生变化的光被称为拉曼光，而拉曼光谱则是分析和记录这种光的技术和结果。
应用：1.化学分析：拉曼光谱可以用于分析化学物质的成分、结构和浓度。
不同化学物质的分子结构和振动能级不同，因此它们与光相互作用后会产生不同的拉曼光谱。
通过对比样品的拉曼光谱与数据库中已知物质的拉曼光谱，可以确定样品的成分和结构。
2.材料科学：拉曼光谱在材料科学中有广泛的应用。
例如，可以通过拉曼光谱来分析材料中的应变、晶格缺陷、晶体结构及化学组成等。
由于拉曼光谱对物质的表面敏感性较强，因此它在研究纳米材料和杂质掺杂材料的结构和性质方面特别有用。
3.生物医学：拉曼光谱在生物医学领域有多种应用。
例如，可以使用拉曼光谱来识别肿瘤组织与正常组织的差异，从而在肿瘤诊断和治疗中发挥重要作用。
此外，拉曼光谱还可以用于分析生物分子的结构变化和相互作用，以及研究细胞功能和代谢过程。
4.环境分析：拉曼光谱可以用于环境样品的分析和监测，例如水质、大气污染物、土壤和废物中的化学物质。
通过拉曼光谱技术，可以对这些环境样品中的有机和无机成分进行定性和定量分析，从而提供可靠的环境数据。
5.药品质量检测：拉曼光谱可用于对药物的质量进行快速和准确的检测。
通过对药物样品的拉曼光谱进行分析，可以确定药物的成分、结构和纯度，以保证药物的质量和疗效。
总结：拉曼光谱技术以其非破坏性、快速、准确的特点在各个领域得到广泛应用。
基于拉曼散射现象，拉曼光谱能够提供关于样品成分、结构和相互作用的信息。
它已成为化学、材料科学、生物医学、环境分析和药品质量检测等领域中不可或缺的分析工具，为科研和工业应用提供了重要支持。
拉曼光谱分析的原理及应用1. 引言拉曼光谱分析是一种非常重要的光谱分析技术，可以用于物质的成分分析和结构表征。
本文将介绍拉曼光谱分析的基本原理，并探讨其在各个领域的应用。
2. 拉曼光谱分析的原理拉曼光谱分析基于拉曼散射效应，其原理可以简单概括为：物质受到激光照射后，光子与分子进行相互作用，一部分光子会被散射并改变频率，这个频率差称为拉曼散射频移。
通过测量拉曼散射光的频移，可以获取物质的结构信息和振动模式。
3. 拉曼光谱分析的步骤拉曼光谱分析包括以下几个步骤： - 选择适当的激光源和光谱仪，确保实验条件和仪器精度； - 将样品与激光束进行交互作用，通常采用激光聚焦技术，使激光与样品相互作用，产生拉曼散射光； - 使用光谱仪收集拉曼散射光，并对其进行光谱分析，包括频移的测量和峰谱分析； - 对光谱数据进行处理和解析，以获取样品的结构信息和振动模式。
4. 拉曼光谱分析的应用领域拉曼光谱分析在各个领域都有广泛的应用。
以下列举了几个典型的应用领域：4.1 材料科学•材料成分分析：通过拉曼光谱分析，可以对材料的成分进行快速、非破坏性的检测，如金属合金、聚合物材料等。
•相变研究：通过观察拉曼光谱中的频移和峰形变化，可以研究材料在不同温度和压力下的相变过程。
4.2 生物医学•药物分析：拉曼光谱可以用于药物的质量控制和表征，如药物的纯度、结晶形态等。
•细胞研究：通过拉曼光谱技术，可以对细胞内的分子成分和代谢物进行分析，以研究细胞的结构和功能。
4.3 环境监测•气体检测：拉曼光谱分析可以用于快速检测大气中的气体成分，如空气中的二氧化碳、甲烷等。
•水质检测：通过拉曼光谱分析，可以对水质进行快速、非破坏性的检测，如水中的重金属离子、有机物等。
4.4 犯罪科学•鉴定和分析：拉曼光谱分析可以被用于犯罪现场的样品分析和鉴定，如毒品、爆炸物等。
5. 拉曼光谱分析的优势和挑战拉曼光谱分析具有以下优势： - 非破坏性：样品不需要受到破坏或改变，可以进行多次分析。
拉曼光谱原理及应用一、拉曼光谱原理拉曼光谱其实是一种很神奇的东西呢。
简单来说呀，当光照射到分子上的时候，会发生散射现象。
大多数的散射光和入射光的频率是一样的，这叫瑞利散射。
但是有一小部分的散射光，它的频率会发生变化，这个就是拉曼散射啦。
这是因为分子在光的作用下发生了振动，导致能量有了变化，从而让散射光的频率变了呢。
分子的不同振动模式就对应着不同的拉曼频率位移，就像每个分子都有自己独特的“指纹”一样。
二、拉曼光谱的应用1. 在化学领域的应用在有机化学里呀，拉曼光谱可以用来确定分子的结构。
比如说有一个新合成的有机化合物，科学家们就可以用拉曼光谱来看看它的化学键啊，官能团之类的。
因为不同的官能团会有不同的拉曼峰位，就像不同的人有不同的身份证号一样准确。
在无机化学中，它能帮助研究无机化合物的晶体结构。
像研究一些金属氧化物，拉曼光谱就能告诉我们这些氧化物里原子的排列方式，是不是很厉害呢？2. 在材料科学中的应用对于新材料的研发，拉曼光谱可是个得力助手。
比如说研究石墨烯这种超级厉害的材料，拉曼光谱可以检测它的层数。
层数不同，拉曼光谱的特征峰就会不一样哦。
在检测材料的应力和应变方面也很有用。
当材料受到外力作用的时候，它的分子结构会发生变化，这种变化就可以通过拉曼光谱反映出来。
就好像材料在向我们诉说它的“委屈”一样。
3. 在生物医学领域的应用在疾病诊断方面有很大的潜力。
比如说检测癌细胞，癌细胞和正常细胞的分子结构是不一样的，拉曼光谱就能捕捉到这种差异，从而帮助医生更早地发现癌症。
在药物研发中也能发挥作用。
可以用来研究药物和生物分子之间的相互作用，就像是在给药物和生物分子之间的“约会”当侦探一样。
4. 在环境科学中的应用检测环境中的污染物。
比如水中的有机污染物，拉曼光谱可以快速地识别出污染物的种类，就像一个超级灵敏的环境卫士。
研究大气中的气溶胶成分。
拉曼光谱能够分析气溶胶里都有哪些物质，这对我们了解大气污染的来源和形成机制是很有帮助的。
Raman光谱学的原理及应用Raman光谱学是一种分析物质结构、成分和状态的重要手段，广泛应用于化学、物理、材料科学、生物医学等领域。
本文将从Raman光谱学的原理、Raman散射过程、仪器及其应用方面进行介绍。
1. Raman光谱学的原理Raman光谱学是基于原子或分子之间的振动引起的散射光的特性来研究物质结构的一种谱学技术。
Raman效应的发现于1928年由印度物理学家拉曼发现，随后被发现的是第二种非弹性散射，称为Raman散射。
Raman光谱学的原理可以简述为：当物质被入射光（通常是激光）照射后，一部分光会散射，并与原有光线的波长有所不同。
若入射的激光波长为λ0，散射的波长为λ，则能够观测到的散射频率为ν=1/λ0 - 1/λ，这种弱的频率变化即为Raman效应。
Raman散射效应的主要来源是分子的振动，其散射光谱与化学键的种类、长度、角度等有关，是一种非常灵敏的分析手段。
由于散射光谱中只包含两个频率（入射光的频率和散射光的频率），非常容易在光谱中找到散射峰，从而可以快速地对样品进行表征和定量分析。
2. Raman散射过程Raman散射是由物质中分子的振动引起的，而分子的振动则是由分子的化学键振动产生的。
当分子被激光照射时，它会吸收激光能量并以分子振动的方式进行能量转换，从而产生一定频率的散射光。
通常情况下，散射光中的波长比激光的波长长或短的数百倍，散射的光也是非常弱的。
Raman散射可以分成两种基本类型：瑞利散射和非弹性散射。
瑞利散射是一种非常常见的散射现象，指的是激光所产生的散射光与入射光的方向和激光波长相同的现象。
而非弹性散射则指散射光与入射光角度或波长不同的现象，其最显著的代表就是Raman散射。
3. Raman仪器及其应用Raman仪器是一种非常高精度的光谱仪，能够测定物质中分子的振动频率和振动模式，从而进行非常精确的定量分析和表征。
它是由一个激光源、一个样品台、一个光谱仪和一个探测器组成的。
拉曼光谱法的原理和应用1. 拉曼光谱法的基本原理拉曼光谱法是一种非常重要的光谱分析方法，它基于拉曼散射的原理。
拉曼散射是指当入射光与样品发生相互作用时，一部分光子的能量被转移给样品分子，然后以不同的频率重新散射出来。
这种重新散射的光子所具有的能量差值既可以是正的，也可以是负的，分别对应着被称为斯托克斯线和反斯托克斯线的拉曼散射光。
•斯托克斯线：当光子从较高的能级跃迁到较低的能级时，拉曼散射光的频率减小，能量减小，波长增加。
•反斯托克斯线：当光子从较低的能级跃迁到较高的能级时，拉曼散射光的频率增加，能量增加，波长减小。
2. 拉曼光谱法的应用领域拉曼光谱法具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面。
2.1. 材料科学•物质成分分析：拉曼光谱法可以用于材料的组成分析，通过比对样品的拉曼光谱图与数据库中的标准光谱进行比对，可以准确分析样品中的成分。
•结构表征：拉曼光谱法可以提供物质的分子结构信息，该信息可以用于研究材料的晶体结构、化学键的构型等重要参数。
•表面增强拉曼光谱：通过表面增强效应，可以提高样品的散射和检测灵敏度。
这种技术可以应用于纳米材料、生物分析、化学传感等领域。
2.2. 化学分析•溶液分析：拉曼光谱法可以用于溶液中化学物质的浓度和组成分析，具有快速、无需特殊处理的优势。
•反应动力学研究：通过监测反应溶液中物质浓度的变化，可以推断反应的动力学过程和速率常数。
2.3. 生物医学•药物分析：拉曼光谱法可以用于药物的质量控制、纯度检测等方面，具有快速、无损、无需特殊处理的特点。
•生物分子分析：拉曼光谱法可用于蛋白质、DNA、RNA等生物分子的结构和成分分析，可以研究生物分子的结构、功能和相互作用。
2.4. 环境监测•气体分析：拉曼光谱法可以用于空气污染物的检测和分析，例如检测有毒气体、工业废气等。
•土壤和水质分析：拉曼光谱法可以用于土壤和水质中的有机物、无机物的检测和分析，具有快速、无损的特点。
拉曼光谱的应用原理和应用1. 拉曼光谱的应用原理拉曼光谱是一种非常重要和广泛应用的光谱技术，它基于拉曼散射现象，通过测量分子和晶体材料中分子振动引起的频率和强度的光散射来分析样品的性质和组成。
其原理如下：1.1 拉曼散射现象当激光等特定波长的光照射到样品上时，其中一部分光会发生散射。
拉曼散射分为斯托克斯拉曼散射和反斯托克斯拉曼散射两种。
斯托克斯拉曼散射发生在照射光的频率低于样品分子的振动频率时，而反斯托克斯拉曼散射则发生在照射光频率高于样品分子振动频率时。
1.2 拉曼散射频率的变化拉曼散射频率的变化与样品中分子和晶体的振动能级有关。
当激光照射到样品上时，部分光子与样品中的分子或晶体发生相互作用，能量发生转移，导致光子频率的变化。
根据振动能级的不同，拉曼散射频率可分为拉曼位移和反拉曼位移，代表了样品分子或晶体的不同振动模式。
1.3 波长的选择和激光的特性激光的波长选择对拉曼光谱的应用至关重要。
优选的波长有利于增强拉曼散射信号，并避免干扰信号的产生。
激光的特性，如照射功率、光束直径、聚焦方式等，也会对拉曼光谱的测量结果产生影响。
2. 拉曼光谱的应用拉曼光谱在各个领域都有广泛的应用，以下列举了一些常见的应用领域和具体的应用案例：2.1 材料科学•分子结构鉴定：通过测量拉曼散射光谱，可以确定分子的结构、组成和化学键的情况，对材料的性能研究具有重要意义。
•晶体学研究：拉曼光谱可以用于晶体的物理和化学特性的研究，如晶格振动模式的确定。
•材料表征：拉曼光谱可用于分析材料的表面形貌、纳米结构等。
2.2 生命科学•药物分析：拉曼光谱可以用于药物的结构鉴定、药物成分的定量、药物质量控制等。
•生物体内组分鉴定：拉曼光谱可以应用于生物体内组分的鉴定，如血液、尿液、体液中的代谢产物、蛋白质等。
•活体分析：拉曼光谱可以在非侵入性的条件下对生物体进行实时、实空间的分析，例如肿瘤组织的鉴定、癌症细胞的检测。
2.3 环境科学•空气污染监测：拉曼光谱可以检测和分析大气中的污染物，如VOCs （挥发性有机化合物）。
拉曼光谱学——原理及应用HORIBA Jobin Yvon北京办事处报告内容¾1-什么是拉曼光谱? –简单介绍¾2-拉曼光谱仪工作原理介绍¾3-拉曼光谱在材料研究中的应用介绍¾4-HORIBA Jobin Yvon拉曼光谱仪简介1928年，印度科学家C.V Raman in首先在CCL 4光谱中发现了当光与分子相互作用后，一部分光的波长会发生改变（颜色发生变化），通过对于这些颜色发生变化的散射光的研究，可以得到分子结构的信息，因此这种效应命名为Raman效应。
时间和发现人?Provided by Prof. D. Mukherjee, Director of Indian Association for the Cultivation of Scienceλlaserλscatter >λlaser瑞利散射λscatter = λlaser拉曼散射光散射的过程：激光入射到样品，产生散射光。
散射光弹性散射（频率不发生改变-瑞利散射）非弹性散射（频率发生改变-拉曼散射）2 0004 0006 0008 00010 000I n t e n s i t y (c n t )400600Raman Shift (cm -1)520不同材料的拉曼光谱有各自的不同于其它材料的特征的光谱-特征谱z 为表征和鉴别材料提供了指纹谱z 深入开展光谱学和材料物性研究打下基础133215802000015000100005000100012001400160018002000Wavenumber (cm-1)•组分信息•结构信息羰基伸缩线宽=>结晶度碳环伸缩模式乙二醇模式:结构的指示剂B gB gPET的拉曼光谱－－官能团拉曼是指纹光谱2000015000100005000500100015002000250030003500νi = νo -ν(cm -1)500 1000 1500 2000 2500 3000 350020000150001000050000I n t e n s i t y (A .U .)OH stretchingCH3 StretchingModesSkeletalBendingCCO modesOH BendingCH3 and CH2 Bending Modes甲醇vs. 乙醇CH 3OH vs.CH 3CH 2OH¾化学组成，污染物探测...¾振动频率可以给出结构的细微变化，对于分子所处的局域环境，比如晶相，局域应力和结晶度等都很敏感¾结构信息（晶体、无定形、同分异构体…)定性的信息:拉曼光谱是物质结构的指纹光谱定量的信息:可以通过光谱校正,得到准确的应力大小和浓度分布Band postionband PositionshiftI n t e n s i t yBand WidthRaman shift拉曼光谱的特征拉曼频移峰位与激发波长没有关系3500030000250002000015000100005000I n t e n s i t y (a .u .)50010001500200025003000Wavenumber (cm-1)633 nm250002000015000100005000I n t e n s i t y (a .u .)50010001500200025003000Wavenumber (cm-1)785 nm70000600005000040000300002000010000I n t e n s i t y (a .u .)50010001500200025003000Wavenumber (cm-1)532 nm多激发波长：选择适合的激发波长•一般情况，拉曼光谱是不随激发波长的变化而变化的然而…•I Raman α1/λ4•UV or NIR激发可以避开荧光的干扰•不同λexcitation 可以分析样品不同层的信息2-拉曼光谱仪的工作原理拉曼光谱测量原理：激光样品滤光装置光栅探测器•瑞利滤光片（去除瑞利散射光－颜色不发生改变的光）•耦合光路-光照射到样品，收集散射光（大光路和显微光路）•光源－（太阳光-Hg灯-激光）•光谱仪和探测器一般为单光栅光谱仪和CCD 探测器几个拉曼实验中的重要因素•1-灵敏度•2-光谱分辨率•3-空间分辨率影响：准确性、取谱速度、空间分辨效果不得不说的话——任何一次拉曼光谱实验中都会遇到的问题1 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009 00010 00011 00012 000I n t e n s i t y (c n t )200250300350400450500550Raman Shift (cm -1)sic11-532 1800sic11-532 60005001 0001 5002 0002 5003 0003 5004 000I n t e n s i t y (c n t )555560565570575580585Raman Shift (cm -1)sic11-532 1800sic11-532 600分辨率为2 cm -1普通分辨率分辨率为0.65 cm -1高分辨率SiC 的拉曼光谱图吉林大学样品1 0002 0003 0004 0005 0006 0007 000I n t e n s i t y (c n t )2004006008001 0001 2001 4001 6001 800Raman Shift (cm -1)CaCO3-1800CaCO3-600红色：分辨率(2cm-1)模式兰色：高分辨率(0.65 cm-1)模式190200210220230240Raman Shift (cm -1)CaCO3-1800CaCO3-600010 －8567 9966 －219怎样找到一台高分辨的拉曼谱仪？光谱仪的焦长：250mm、300mm、460mm、800mm……2m密决？空间分辨率(共焦技术)共焦针孔微区空间分辨率？非聚焦共焦技术可以实现:•得到更好的横向分辨率(<1µm)•极大的提高了纵向分辨率(‾2 µm)•有效地减少荧光干扰应用中可以解决：¾微米和亚微米颗粒¾可以研究材料中的包裹体¾XY 和Z 成像: 相分布和结构分布,多层膜样品分析x10351015I n t e n s i t y (c n t )-40-30-20-100Z (祄)x10-335I n t e n s i t y (c n t )10001200140016001800Raman Shift (cm -1)700800900I n t e n s i t y (c n t )10001200140016001800Raman Shift (cm -1)好的共焦状态清晰的界面结果！——寻找好的共焦技术？高分子多层膜高分子多层膜共焦状态不好界面？05 00010 00015 00020 000I n t e n s i t y (c n t )-40-30-20-10Z (祄)3-拉曼光谱在材料研究中的应用介绍拉曼光谱应用领域：1：半导体材料; 2：聚合体；3：碳材料；4：地质学/矿物学/宝石鉴定；5：生命科学; 6：医药；7：化学；8：环境；9：物理10：考古；11：薄膜;12: 法庭科学:违禁药品检查；区分各种颜料，色素，油漆，纤维等；爆炸物的研究；墨迹研究；子弹残留物和地质碎片研究1-聚合物,高分子拉曼光谱应用-鉴定不同材料在纤维材料中通常使用的材料的拉曼光谱100008000600040002000500100015002000250030003500Nylon6尼龙Kevlar合成纤维Pstyrene聚苯乙烯PETPaper纸纤维Ppropylene丙烯PE/EVA聚乙烯Only one point of the sample is illuminated by the laser and the corresponding spectrum is recorded -takes full advantage of confocal filteringDetector Spectral imagePoint by point illumination : Sample rastering in x and y拉曼光谱成像方法Sample on XY motorised stageGratingImaging Accessories高分子聚合物Video Image of Polymer matrix-Blue box indicates mapped areaRaman Mapping usesthe confocal Ramanmicroscope to analyzediscrete points acrossa sample surface.200015001000500500100015002000Wavenumber (cm-1)8000600040002000500100015002000Wavenumber (cm-1)Single spectrum Component 1Single spectrum Component 2The Raman map consists of the superimposed spectra of the both components.The cursors than can be used to generateRaman mapped imagesBecause of confocality the Raman map can show very exactly the localization of comp. 1 and 2(spatial resolution at λex = 633 nm 0.8 µm lateral and 1.2 µm axial)高分子聚合物2030405060L e n g t h Y (祄)4050607080Length X (祄)Confocal Raman mapped image generated from two different spectral bands observed in the polymer matrix.The software is used to overlay the two component maps, green and blue.White light Image高分子聚合物2-纳米材料0.00.51.01.52.02.53.0I n t e n s i t y (c n t /s e c )5001 0001 5002 000Raman Shift (cm -1)碳纳米管研究Radial Breathing ModeTube Diametern Tangential Modes (G-Modes)Electronic propertieso D-bandInfo on defectsp不同管径的碳纳米管与不同激发波长共振,因此可以通过不同激发波长研究不同手性和管径的碳纳米管Density of electron states E n e r g y v 2v 1c 1c 2543210-1-2-3-4-50 2 4 6 8 10 Conduction Valence玻尔半径e-+d t RadiusTuneable BandgapCNT的拉曼光谱和荧光光谱共点测量250200150100500I n t e n s i t y (c o u n t s /s )11001200130014001500Wavelength (nm)14012010080604020I n t e n s i t y (c o u n t s /s )50010001500Wavenumber (cm-1)数据来自Prof. Honda, Tokyo University of SciencePL 光谱和拉曼光谱对于CNT的管径和手性都非常敏感RamanPL 由于SWCNTs的发光范围集中在1.0 to 1.6 um, 所以有很大的应用前景.(Arrows mean CNT band)LabRAM 系列可以共点测量Raman 光谱和PL光谱794nm~914nm CCD detector 1100nm~1550nm InGaAs detector 激发光: 785nmSi 片表面单根碳纳米管分布•SWNT spectra 5 祄25303540L e n g t h Y (祄)1520253035Length X (祄)806040205 祄25303540L e n g t h Y (祄)1520253035Length X (祄)1510505 祄25303540L e n g t h Y (祄)1520253035Length X (祄)50403020100 157.8264.8 167.5 605040302010I n t e n s i t y (a .u .)160180200220240260Wavenumber (cm-1)262.9-270.6 cm-1165.6-169.5 cm-1157.8-161.7 cm-1RB mode 1596.5 1587.61563.5 500400300200100I n t e n s i t y (a .u .)15001520154015601580160016201640Wavenumber (cm-1)1589.5 1578.0 5004003002001000I n t e n s i t y (a .u .)15001520154015601580160016201640Wavenumber (cm-1)2 1594.1 1581.0 5004003002001000I n t e n s i t y (a .u .)15001520154015601580160016201640Wavenumber (cm-1)G band SWCNTs of different d t are isolated on a Si waferSingle SWCNTislands单根GaN 纳米线的偏振拉曼光谱成像[509-552]cm -1A 1(TO)[558-575]cm -1E 2(high)[509-552]cm -1A 1(TO)[558-575]cm -1E 2(high)Y(ZZ)YY(ZZ)Y Y(XX)YY(XX)Y Jobin-Yvon LabRAM HR800 + inverted microscope, x100, 0.9 NA François Lagugné-Labarthet et al. UniVersitéBordeaux, France3-医药学-药物成分分布这个光谱成像显示了药片中3种成分的分布:淀粉; 纤维素; MgStearate(药物成分).-350-300-250-200-150-100-500Y (祄)-300-200-1000X (祄)20 祄左图：包裹体白光像点1（绿点）：气相对应光谱中的蓝色线点2（红点）：液相对应光谱中的红色线4-矿物包裹体中的气泡研究沟槽宽度350 nm，间距250nm.白光像Video image : one spectrum has been recorded each 10 nm.Sample courtesy of ATMEL Rousset/ Universite Paul CEZANNE182022242628L e n g t h Y (祄)262830323436Length X (祄)有图形的Si片表面应力研究22.722.822.923.0L e n g t h Y (祄)30.531.031.532.0Length X (祄)30002500200015003000250020001500280026002400220020001800I n t e n s i t y (c o u n t s /s )30.531.031.532.0Length X (祄)250nm350 nm5-应力研究应力研究(形变)-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-350-250-150-5050150250350Stress (MPa)F r e q u e n c y S h i f t (c m -1)COMPRESSION TENSION•压应力:键长减小,峰位向高波数方向移动•张应力:键长变长,峰位向低波数方向移动清华大学微电子系的MEMS器件5218000 Intensity (a.u.) 6000 4000 2000 00.0252.6mW 6.5mW 13mW 26mW5200.020Spectrum Width (cm )Raman Shift (cm )-15190.015500 520-1540Raman Shift (cm )5180.010517-10.005516 0 5 10 15 20 25 304.0 3.5 Thickness (μm) 3.0 2.5 2.0 1.5 200 400 600 800 1000 Beam Spot Position (μm) Raman Spectroscopy SEMLaser Power (mW)测厚度＆无损方法？？？ 特殊应用中独辟傒径！！！选择不同激发波长-应力研究In strain measurement for sSi and SiGe, the laser used will mostly depend on the penetration depth. UV is usually a method of choice due to its little penetration in Silicon and GermaniumLaser Wavelength nm 633 514 457 325 244 Penetration Depth Si Ge nm nm 3000 762 19.2 313 18.7 ~10 ~15 ~16-拉曼光谱在欧莱雅产品研发中的应用stratum corneum (5 - 15 μm) epidermis (40 - 1000 μm) dermis (1 - 4 mm)subcutaneous fatprotein CH2/ OH/ water20µm Surface: 0µm表面增强拉曼(SERS)简介• •什么是表面增强? SERS 效应是在激发区域内,由于样品表面或近表面的电 磁场的增强导致的拉曼散射信号极大的增强. 怎么得到表面增强? -远小于激发波长的金属颗粒(Au, Ag)会使电磁场增强 -增强的电磁场可以使在金属颗粒表面的分子拉曼信号极大的增强 -激光激发了金属表面的等离子体Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008 For Evaluation Only.IRaman‾ P P (电子偶极子) = α (分子极化率) . Ε (内电场)活细胞内药物与细胞的相互作用Raman intensity / a.u.600 400 200 0 1000 1200 1400 1600* freeintracell.1000Wavenumber / cm-12祄0Intensity of the band (*): 1296-1306 cm -1HORIBA Jobin Yvon 拉曼光谱仪介绍专家级 T64000 高性能三级拉曼光谱仪研究级LabRAM HR (高分辨单级拉曼光谱仪)研究级LabRAM ARAMIS(全自动)研究级LabRAM XploRA(智能型)。
