拉曼光谱d带和g带
石墨烯的表征
石墨烯的表征方法拉曼光谱分析拉曼光谱是碳材料分析与表征的最好工具之一。
图1是石墨、氧化石墨和石墨烯的拉曼光谱。
从图中看出石墨仅在1576 cm-1处存在一个尖而强的吸收峰(G 峰)，对应于E2g光学模的一阶拉曼散射，说明石墨的结构非常规整。
当石墨被氧化后，氧化石墨的G峰已经变宽，且移至1578 cm-1处，并且还在1345 cm-1处出现一个新的较强的吸收峰(D峰)，表明石墨被氧化后，结构中一部分sp2杂化碳原子转化成sp3杂化结构，即石墨层中的C=C双键被破坏。
此外G带与D带的强度比也表示sp2/sp3碳原子比。
这进一步说明氧化石墨中sp2杂化碳层平面长度比石墨的减小。
当氧化石墨被还原后，还原氧化石墨即石墨烯的拉曼光谱图中也包含有类似氧化石墨的峰位。
石墨烯拉曼光谱图中两个峰(D与G)的强度比高于氧化石墨的，表明石墨烯中sp2杂化碳原子数比sp3杂化碳原子数多，也就是说石墨烯中sp2杂化碳层平面的平均尺寸比氧化石墨的大。
这说明了在本实验条件下氧化石墨被还原时，它只有一部分sp3杂化碳原子被还原成sp2杂化碳原子，即氧化石墨的还原状态结构不可能被完全恢复到原有的石墨状态，也就是说石墨烯的结构和石墨结构还是有差别的。
图1. 石墨(a)、氧化石墨(b)、石墨烯(c)拉曼光谱X-射线衍射分析图2是石墨、氧化石墨和石墨烯的XRD图。
从图中可以看出石墨在2θ约为26°附近出现一个很尖很强的衍射峰，即石墨(002)面的衍射峰，说明纯石墨微晶片层的空间排列非常规整。
石墨被氧化后，石墨(002)面的衍射峰非常小，但在2θ 约为10.6°附近出现很强的衍射峰，即氧化石墨(001)面的衍射峰。
这说明石墨的晶型被破坏，生成了新的晶体结构。
当氧化石墨被还原成石墨烯，石墨烯在2θ约为23°附近出现衍射峰，这与石墨的衍射峰位置相近，但衍射峰变宽，强度减弱。
这是由于还原后，石墨片层尺寸更加缩小，晶体结构的完整性下降，无序度增加。
拉曼光谱常见问题汇总
拉曼光谱常见问题汇总(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--拉曼光谱问题汇总问题目录一、测试了一些样品，得到的是Ramanshift，但是文献是wavenumber，不知道它们之间的转换公式是怎么样的激光波长。
二、如何用拉曼光谱仪测透明的有机物液体，测试时放到了玻璃片上测出来的结果是玻璃的光谱。
三、我们这里有做生物样品的拉曼光谱的，在获得的图里面有很强的荧光，有的说，如果拉曼得不到就用其荧光谱。
可我想问一下，在拉曼谱里面得到的荧光背景，是真正的荧光特征谱吗这和荧光光谱仪里面的荧光图有什么区别四、什么是共焦显微拉曼光谱仪五、请问，测固体粉末的拉曼图谱时，对于荧光很强的物质，应该如何处理特别是当荧光将拉曼峰湮灭时，应该怎么办增加照射时间的方法，我试过，连续照射了4小时，结果还是有很强的荧光。
我只有一台532nm的激光器，所以更换激光波长的方法目前我不能用。
想问问各位，还有别的方法吗六、请问用激光拉曼仪能测量薄膜的厚度、折射率及应力吗它能对薄膜进行那些方面的测量呢七、拉曼做金属氧化物含量的下限是多少我有一几种氧化物的混合物，其中MoO3含量只有5%，XRD检测不到，拉曼可以吗八、小弟是刚涉足拉曼这个领域，主打生物医学方面。
实验中，发现温度不同时，拉曼好像也不一样。
不知到哪位能帮忙解释一下这个现象九、文献上说，拉曼的峰强与物质的浓度是成正比关系，那么比如我配置1mol/L的某溶液，和L的溶液，其峰强度是正好一半的关系吗应用拉曼，是否能采用峰积分，或者用近红外那样的多元统计的办法来定量吗准确度怎么样十、拉曼峰1640对应的是什么东西啊无机的十一、1 红外分析气体需要多高的分辨率 2 拉曼光谱仪是否可分析纯金属3 红外与拉曼联用，BRUKER和NICOLET哪个好些十二、我想请问一下这里的高手测定过渡金属络合物水溶液中金属与有机物中的某个原子是否成键可以用拉曼光谱分析吗十三、金红石和锐钛矿对紫外Raman的响应差别大不大同样条件下的金红石和锐钛矿的Raman峰会不会差很多十四、什么是3CCD十五、请教我所作的实验是用柠檬酸金属盐溶胶拉制成纤维，想做一下拉曼光谱来证明是否有线性分子的存在，可以吗十六、在测量拉曼光谱仪的灵敏度参数时，有人提出，单晶硅的三阶拉曼峰的强度跟硅分子的取向（什么111，100之类）的有关，使用不同取向的硅使用与其相匹配的激光照射时，其强度严重不一样，是这样吗不知道大家测量激光拉曼光谱仪的灵敏度时都是怎么测量的十七、请问如何进行拉曼光谱数据处理十八、拉曼系统自检具体是检测哪些硬件是个什么过程十九、请教作激光拉曼测试，样品如何预处理二十、请问激光拉曼光谱是什么意思二十一、请教喇曼谱实验时，如何选择激发波长，1064nm还是785nm或633nm 二十二、拉曼信号对入射角和出射角的响应又是什么样我的样品是有衬底支持的薄膜样品（膜厚几百纳米--几微米），怎样扣除衬底的影响二十三、微区拉曼和普通拉曼有区别吗，尤其在图谱上多晶，单晶和非晶拉曼有何区别二十四、我是做复合材料的研究的，主要是想研究纤维增强复合材料的界面性能二十五、学校有一套天津港东的拉曼光谱仪，计划给学生开一个测量固体（或粉末）拉曼光谱的实验。
实用干货丨解析常见碳材料的拉曼光谱`
1550 1540 1530 1520
0.8 1.0
G+ G-
Semiconducting
1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
Diameter (nm)
Metallic tubes: G-→LO & G+→TO Semiconducting tubes: G- →TO & G+ →LO
G- diameter dependence → TO circumferential
做计算 找华算
Raman Shift (cm-1)
1600 1590 1580 1570 1560 1550 1540 1530
TO LO
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱG+ G-
Metallic
1600 1590
LO
1580 1570 1560
c. Illustration of the relationship between angles and the chiralities of
the adjacent edges.
做计算 找华算
当两相邻边缘的夹角是30°，90° 时，两边缘有不同的手性，一个是 armchair,一个是zigzag。
做计算 找华算
2D-BAND
层 数 依 赖 性
激发光能量依赖性
1. e excitation
2. e-phonon scattering
3. Phonon with opposite momentum 4. E-hole recombination
做计算 找华算
石墨的拉曼光谱
不同点不同偏振方向的 拉曼光谱 （a）完美石墨晶体 （b）有缺陷的石墨
拉曼分析
峰和D峰在拉曼光谱中占主导的原因之一是sp2散射在a-C中占主导 态能量低于 态 因
此 态更容易发生极化 从而 sp2序列 sites 的拉曼截面比sp3序列大 50-230 倍 甚至
在sp3占主导的ta-C中 仅含有 10-15%的sp2成分 G峰和D峰在曼光谱中仍占主导 然而
拉曼并不简单地取决于sp2序列的态振动密度 其深层原因是矩阵元具有比在 键网络中更
4.8.拉曼: 拉曼光谱是一种常规非破坏性结构分析方法 常用于金刚石[215-217] 石墨 类金刚石
碳膜和碳纳米管[14]的精细结构分析 纯金刚石的拉曼特征峰位于 1332cm-1 对应T2g对称带 中心模式 单晶石墨有两个峰 1580cm-1 标记为 G 对应E2g对称中心模式 伸缩振动 42cm-1 对应石墨片层间振动的E2g模式 无序石墨除了具有 1580cm-1的G峰外 大约在 1350cm-1处还有一特征峰 标记为 D 对应A1g对称模式 属于K带边环呼吸振动[218] sp1的C-C键伸缩振动的特征峰位于 2100-2200cm-1 出自文献 219 G和D峰在大部分无序碳 的拉曼光谱中占主导地位 甚至某些碳材料并不具备特别的石墨有序[219] 因此 拉曼光 谱被用于类金刚石碳膜的结构检测以获得结构信息甚至sp3键含量
强的作用 拉曼光谱是由sp2序列决定的 而不是由sp2分数决定的
G峰出现于任意sp2键间的伸缩振动 包括C=C和芳香环 即不仅出现于乙烯中 也出现
于石墨中 波数更高 因此 G峰的出现并不意味着石墨的存在 而D峰是仅存在于环分子 中sp2的呼吸模式 不出现在链状分子中
产生 a-C 非常规拉曼行为的三个基本原因如下 1 共轭 键产生长程极化 第 5 部分 Si 的声子谱可以用最紧邻力场很好拟合 方 程 32 而石墨则需要用到第 12 紧邻力场进行通常的拟合[227] 近年来 Mapperlli 等人 [228]基于 键有序和极化提出了一种力场 该力场包括长程力 但它们每一个都直接产生 于最紧邻 Huckel 相互作用 因此 短程场产生了长程力 态极化也是长程的它提供了大 量的有效电荷 2 G 和 D 模式均为键伸缩振动模式 对于 态而言 伸缩振动模式具有最大的矩阵 元 长程极化 进一步增强了 G 和 D 模式的强度 并且 D 模式是六元环的呼吸模式 因而 D 模式特别强 石墨层中 具有每一个环的特征矢量的建设性干涉 interference 和其他有 序环的破坏性干涉 3 D 模式是双共振[229]
拉 曼 光 谱
拉曼光谱1.1 引言拉曼光谱和红外光谱都反映了分子振动的信息，但其原理却有很大差别：红外光谱是吸收光谱，而拉曼光谱是散射光谱。
红外光谱的信息是从分子对入射电磁波的吸收得到的，而拉曼光谱的信息是从入射光与散射光频率的差别得到的。
拉曼光谱的突出优点是可以很容易地测量含水的样品，而且拉曼散射光可以在紫外和可见光波段量测。
由于紫外光和可见光能量很强，因此其量测比红外波段要容易和优越得多。
拉曼光谱得名于印度物理学家拉曼(Raman)。
1928年，拉曼首先从实验观察到单色的入射光投射到物质中后产生的散射，通过对散射光进行谱分析，首先发现散射光除了含有与入射光相同频率的光外，还包含有与入射光频率不同的光。
以后人们将这种散射光与入射光频率不同的现象称为拉曼散射。
拉曼因此获得诺贝尔奖。
当一束入射光通过样品时，在各个方向上都发生散射。
拉曼光谱仪收集和检测与入射光成直角的散射光。
由于收集和检测的散射光强度非常低，因此拉曼光谱的应用和发展受到很大限制。
六十年代激光开始广泛应用，拉曼光谱仪以激光作光源，光的单色性和强度都大大提高，拉曼散射仪的信号强度因而大大提高，拉曼光谱技术得以迅速发展，应用领域遍及物理，材料，化学，生物等学科，并已成为光谱学的一个分支−拉曼光谱学。
2.1拉曼光谱原理2.1.1光的散射入射光通过样品后，除了被吸收的光之外，大部分沿入射方向穿过样品，一小部分光则改变方向，发生散射。
一部分散射光的波长与入射光波长相同，这种散射称为瑞利散射(Rayleigh scattering)。
1899年，瑞利从实验中得出结论：晴天时天空呈兰色的原因是大气分子对阳光的散射。
瑞利还证实：散射光的强度与波长的四次方成反比。
这就是瑞利散射定律。
由于组成白光的各种颜色的光中，兰光的波长最短，因而散射光强度最大。
天空因而呈现兰色。
瑞利当时并没有考虑到散射光的频率变化。
他认为散射光与入射光的频率是相同的。
所以后来把与入射光波长相同的散射称为瑞利散射，而把波长与入射光不同的散射称为拉曼散射。
拉曼光谱常见问题汇总
拉曼光谱问题汇总问题目录一、测试了一些样品，得到的是Ramanshift，但是文献是wavenumber，不知道它们之间的转换公式是怎么样的？激光波长632.8nm。
二、如何用拉曼光谱仪测透明的有机物液体，测试时放到了玻璃片上测出来的结果是玻璃的光谱。
三、我们这里有做生物样品的拉曼光谱的，在获得的图里面有很强的荧光，有的说，如果拉曼得不到就用其荧光谱。
可我想问一下，在拉曼谱里面得到的荧光背景，是真正的荧光特征谱吗？这和荧光光谱仪里面的荧光图有什么区别？四、什么是共焦显微拉曼光谱仪?五、请问，测固体粉末的拉曼图谱时，对于荧光很强的物质，应该如何处理？特别是当荧光将拉曼峰湮灭时，应该怎么办？增加照射时间的方法，我试过，连续照射了4小时，结果还是有很强的荧光。
我只有一台532nm的激光器，所以更换激光波长的方法目前我不能用。
想问问各位，还有别的方法吗？六、请问用激光拉曼仪能测量薄膜的厚度、折射率及应力吗？它能对薄膜进行那些方面的测量呢？七、拉曼做金属氧化物含量的下限是多少? 我有一几种氧化物的混合物，其中MoO3含量只有5%，XRD检测不到，拉曼可以吗？八、小弟是刚涉足拉曼这个领域，主打生物医学方面。
实验中，发现温度不同时，拉曼好像也不一样。
不知到哪位能帮忙解释一下这个现象九、文献上说，拉曼的峰强与物质的浓度是成正比关系，那么比如我配置1mol/L的某溶液，和0.5mol/L的溶液，其峰强度是正好一半的关系吗？应用拉曼，是否能采用峰积分，或者用近红外那样的多元统计的办法来定量吗？准确度怎么样？十、拉曼峰1640对应的是什么东西啊？无机的十一、1 红外分析气体需要多高的分辨率？2 拉曼光谱仪是否可分析纯金属？3 红外与拉曼联用，BRUKER和NICOLET哪个好些？十二、我想请问一下这里的高手测定过渡金属络合物水溶液中金属与有机物中的某个原子是否成键可以用拉曼光谱分析吗？十三、金红石和锐钛矿对紫外Raman的响应差别大不大？同样条件下的金红石和锐钛矿的Raman峰会不会差很多？十四、什么是3CCD？十五、请教我所作的实验是用柠檬酸金属盐溶胶拉制成纤维，想做一下拉曼光谱来证明是否有线性分子的存在，可以吗十六、在测量拉曼光谱仪的灵敏度参数时，有人提出，单晶硅的三阶拉曼峰的强度跟硅分子的取向（什么111，100之类）的有关，使用不同取向的硅使用与其相匹配的激光照射时，其强度严重不一样，是这样吗？不知道大家测量激光拉曼光谱仪的灵敏度时都是怎么测量的十七、请问如何进行拉曼光谱数据处理？十八、拉曼系统自检具体是检测哪些硬件？是个什么过程？十九、请教作激光拉曼测试，样品如何预处理？二十、请问激光拉曼光谱是什么意思？二十一、请教喇曼谱实验时，如何选择激发波长，1064nm?还是785nm或633nm?二十二、拉曼信号对入射角和出射角的响应又是什么样？我的样品是有衬底支持的薄膜样品（膜厚几百纳米--几微米），怎样扣除衬底的影响？二十三、微区拉曼和普通拉曼有区别吗，尤其在图谱上？多晶，单晶和非晶拉曼有何区别？二十四、我是做复合材料的研究的，主要是想研究纤维增强复合材料的界面性能？二十五、学校有一套天津港东的拉曼光谱仪，计划给学生开一个测量固体（或粉末）拉曼光谱的实验。
拉曼光谱d带和g带
拉曼光谱d带和g带拉曼光谱是一种用来表征物质分子振动状态的非常重要的光谱技术。
在拉曼光谱中，我们经常会听到d带和g带这两个术语。
它们是指物质在拉曼光谱图中所具有的特征峰。
在本文中，我们将探讨拉曼光谱中的d带和g带的意义和应用。
1. 拉曼光谱概述拉曼光谱是一种基于拉曼散射现象的光谱技术。
当光线通过物质时，一部分光会被物质散射，而散射光中的一小部分发生频率的改变，这种频率的变化就是由物质分子的振动引起的。
这种频率变化的光就是拉曼散射光，通过对这种光的分析，可以了解物质的分子结构、化学成分和形态等信息。
2. 拉曼光谱中的d带在拉曼光谱图中，d带是指一种特定的峰值，代表着物质分子中C-C边和C=C边的拉曼散射光信号。
d带通常位于1000至1800 cm^-1的范围内，并且在大多数有机分子和某些无机分子中都会出现。
它是由于碳链振动模式、双键振动模式和环状结构引起的。
3. 拉曼光谱中的g带与d带相对应的是g带。
g带是指物质分子中C-H键的拉曼散射光信号。
它通常出现在2500至3300 cm^-1的范围内，而且在大多数有机分子中都会观察到。
g带的出现与物质中C-H键的不对称伸缩振动有关。
4. d带和g带的应用d带和g带的出现可以提供关于物质分子结构和成分的有用信息。
通过对这些特征峰的分析，我们可以确定分子中碳链的长度和位置，以及不同化学键的存在和特性。
这对于有机化学、材料科学、生物化学等领域的研究非常重要。
例如，在药物分析中，通过分析药物分子中的d带和g带特征峰，可以确定药物的结构和纯度，从而确保药物的质量和安全性。
此外，d带和g带还可以用于表征纳米材料的结构和性质。
纳米材料具有独特的物理和化学性质，这与其表面结构和分子组成有关。
通过拉曼光谱中d带和g带的检测和分析，可以了解纳米材料中的键合方式、晶格结构以及形态变化等信息，从而为纳米材料的制备和应用提供基础研究支持。
总结：拉曼光谱中的d带和g带是拉曼散射光中特定的峰值，分别代表了物质分子中C-C边和C=C边的振动以及C-H键的振动。
拉曼光谱d带和g带
拉曼光谱d带和g带
拉曼光谱中的D带和G带是两个重要的特征峰，它们分别代表了不同的振动模式。
D带通常出现在1300cm-1左右的位置，其强度和形状可以反映出样品的结构和缺陷情况。
具体来说，D带的强度反映了样品中的缺陷、结构畸变和非晶部分的比例，而峰形和位置则与
C-C键和C=C键的屈曲模式、对称伸缩和非对称伸缩等振动相连，可以表征样品中的材料晶格结构、杂质和非晶部分的含量等信息。
G带是石墨材料中的一个典型拉曼峰，主要来自于材料中的sp2杂化碳原子和π电子的伸缩振动，通常出现在1600cm-1左右的位置。
在拉曼谱中，G带的强度和形状可以反映出样品的成层和拓扑结构，特别是石墨烯和石墨等二维碳材料中的性质。
具体来说，G带的强度反映了材料的层数和晶格的完整性，在石墨烯等单层结构中会出现明显的增强现象；而峰形和位置则与材料中的sp2碳原子的成键方式、晶格振动和光学性质等相关，可以表征样品的材料质量、晶格和能带结构等信息。
总的来说，拉曼光谱的D带和G带提供了样品结构和性质的丰富信息，是研究碳材料结构和性质的重要手段之一。
拉曼光谱简介
Raman spectra
拉曼光谱基本原理
拉曼效应是光与物质分子之间发生能量交 换的结果，光照射到物体上会发生弹性散射 和非弹性散射。 弹性碰撞：光子和分子之间没有能量交换， 仅改变了光子的运动方向，其散射频率等于 入射频率，这种类型的散射在光谱上称为瑞 利散射。 非弹性碰撞：光子和分子之间在碰撞时发生 了能量交换，即改变了光子的运动方向，也 改变了能量。使散射频率和入射频率有所不 同。此类散射在光谱上被称为拉曼散射。
(2)水是极性很强的分子，因而其红外吸收非常强烈。但水的拉曼散射却极微弱，因 而水溶液样品可直接进行测量，这对生物大分子的研究非常有利。此外，玻璃的拉 曼散射也较弱，因而玻璃可作为理想的窗口材料，例如液体或粉末固体样品可放于 玻璃毛细管中测量。
(3)对于聚合物及其他分子，拉曼散射的选择定则的限制较小，因而可得到更为丰富 的谱带。S-S，C-C，C=C，N=N等红外较弱的官能团，在拉曼光谱中信号较为强烈。
拉曼光谱基本原理
characteristic Raman frequencies
拉曼频率的确认
composition of material
物质的组成
e.g. MoS2, MoO3
changes in frequency of Raman peak
拉曼峰位的变化
stress/strain State 张力 / 应力 crystal symmetry and orientation
晶体对称性和取向
e.g. Si 10 cm-1 shift per பைடு நூலகம் strain e.g. orientation of CVD diamond grains e.g. amount of plastic deformation e.g. thickness of transparent coating
炭材料的拉曼
炭素材料的拉曼光谱 (Raman spectrum of carbon materials)光通过介质后产生散射光；散射光的波数改变在10～4000cm-1范围内，这部分散射光所形成的光谱称为拉曼光谱。
l928年印度物理学家拉曼(C．V．Raman)首先用苯在实验上证实了这种散射的存在，因而得名。
前苏联物理学家兰茨贝格等在研究石英晶体的散射谱时也观察到这一现象。
20世纪60年代激光问世后，为拉曼技术提供了单色性、偏振性、方向性极好的强光源。
拉曼技术获得了迅速发展，成为材料科学研究中的重要手段之一。
在炭素材料的研究和鉴定中拉曼光谱的应用也日益广泛。
拉曼光谱的产生可用经典图像加以简单说明。
分子振动时各原子问的相对位置发生变化，其电极化率α可写成：(1)式中α0为原子在平衡位置时的电极化率，α1为电极化率随位置变化的部分，ν是原子简正振动频率。
在频率为v的外电场E的作用下，如外电场E的振动为：则分子感生的偶极矩P为：所以，感生偶极矩不但以外电场频率v振动产生弹性散射，而且频率振动产生非弹性散射，并在v的两侧对称分布。
这就是拉曼光谱。
同样，分子转动也可能产生频率改变的拉曼散射。
拉曼散射的频率与入射光频率之差叫拉曼位移，通常也称为拉曼光谱频率。
石墨具有六角碳网结构，网面内晶格振动具有拉曼活性。
这种振动称为E2g 型振动。
E2g型振动有两种E2g (1)和E2g(2).网面的相互振动，称为层面之间的剪切振动模式。
由于石墨网面之间的相互作用很弱，与这种振动相对应的拉曼谱频率很小，只为42cm-1。
E2g为石墨晶格网面内的伸缩振动，有时又称为高频面内振动模式。
这种振动较为强烈，在拉曼谱上对应的频率为l580cm。
结构良好的石墨晶体，在这一频率附近有一尖锐的特征峰，特称为G线或G 带，表征碳的sp2键结构。
结构完美的天然石墨的G线位于1575cm-1。
含有畸变结构的石墨微晶常常还有一条谱线在1350cm-1附近，称为D带。
拉曼光谱
光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分,非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为喇曼效应。
喇曼效应起源于分子振动(和点阵振动)与转动，因此从喇曼光谱中可以得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。
用虚的上能级概念可以说明了喇曼效应:（图）原理设散射物分子原来处于基电子态，振动能级如图所示。
当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为电子跃迁到虚态（Virtual state），虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。
设仍回到初始的电子态，则有如图所示的三种情况。
因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线，也有与入射光频率不同的谱线，前者称为瑞利线，后者称为喇曼线。
在喇曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。
附加频率值与振动能级有关的称作大拉曼位移，与同一振动能级内的转动能级有关的称作小拉曼位移：大拉曼位移：(为振动能级带频率)小拉曼位移：(其中B为转动常数)简单推导小拉曼位移：利用转动常数转动能级能级的选择定则为：所以有即（图）拉曼光谱拉曼散射光谱具有以下明显的特征：a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
c. 一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。
这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。
简单解释：按照波尔兹曼分布律，处于激发态的分子数与处于正常态分子数之比是：其中g为该状态下的简并度，对于振动态，而所以，。
可以解释：温度升高，反斯托克斯线的强度迅速增大，斯托克斯线强度变化不大转动能级中，所以，由于较低和较高的转动态都有显著的布居，所以小拉曼位移两组谱线(反斯托克斯线，斯托克斯线)强度差不多。
Raman(拉曼)光谱原理和图解
高稳定性、高重复性
• 雷尼绍拉曼光谱仪的传动部件使用了世 界领先的RG2线形和圆形编码器，克服 了机械间隙。
• 能够给光谱仪带来空间与光谱的
– 高稳定性 – 高重复性 – 高精度与高准确度
高稳定性、高重复性
• 带编码器控制的自动平台
– 重复性: ± 0.2 µm，较无编码器控制的 自动平台提高了10倍 – 步长: 0.1 µm (x- and y-axes) 1 µm (z-axis)
• 拉曼散射信号弱（比荧光光谱平均小2－3数量级）。 • 激光激发强。 • 拉曼信号频率离激光频率很近。 • 激光瑞利散射比拉曼信号强1010－1014，对拉曼信号干扰很大。 • 拉曼光谱仪器的设计，必须能排除瑞利散射光，并具有高灵敏度（体现在弱信号检 测的高信噪比 ），才能有效地收集拉曼谱。
Renishaw拉曼光谱仪的优势:
光散射 - 瑞利散射
• 散射光中，弹性 (瑞利) 散射占主导 • 前… 后…
入射光 分子 分子
散射光
• 散射光与入射光有相同的频率
emission
excitation
光散射 - 拉曼
• 散射光中的1010光子之一是非弹性散射（拉曼） • 前… 后…
入射光 分子 分子振动
散射光
• 光损失能量，使分子振动
高重复性、高稳定性
光栅转动重复性实验 – 某条原子发射线随光栅24小时转动 的位置重复性实验结果 – 细节; • 间隔30分钟的抖动是由于室内 空调的启动与关闭引起的 • 凌晨2点钟时的最大偏差是由外 部环境空气温度最低造成的 • 尽管是在温差较大的办公室环 境（而非温度控制的实验室环 境） 最大偏离也不过0.06 cm-1
NEW
OLD
数字化显微共焦系统专利技术 共焦应用:高分子样品的深度分布
碳材料的拉曼光谱
无序诱导的D band的产生---双共振拉曼散射 无序诱导的D-band的产生---双共振拉曼散射 的产生---
D,2D-Band-Double Resonance
D-Band G-Band
K
≈ 1580cm −1
1. 2. 3. 4.
e excitation e-phonon scattering defect scattering E-hole recombination
Graphene的结构及其拉曼光谱 的结构及其拉曼光谱
石墨烯的手性 半金属性
石墨烯是一种其禁带宽度几乎为零的半金属/ 石墨烯是一种其禁带宽度几乎为零的半金属/半导体材料 在2006 – 2008年间 石墨烯已被制成弹道输运晶体管(ballistic transistor)， 年间, 石墨烯已被制成弹道输运晶体管 ， 年间 平面场效应管(Field-Effect Transistors)，并且吸引了大批科学家的兴趣 平面场效应管 ，
（d）D峰的产生及峰位的不同 ） 峰的产生及峰位的不同 （e）2layer 2D峰由四个组成 ） 峰由四个组成
(d) Comparison of the D band at 514 nm at the edge of bulk graphite and single layer graphene. The fit of the D1 and D2 components of the D band of bulk graphite is shown. (e) The four components of the 2D band in 2 layer graphene at 514 and 633 nm.
商用石墨 1355cm1355cm-1峰的出现归结于微晶尺寸效应使得没 有拉曼活性的某些声子在选择定则改变后变得 有了拉曼活性。 有了拉曼活性。 发现D模对于拉曼活性G 发现D模对于拉曼活性G模的相对强度与样品中 石墨微晶尺寸的大小相关。 石墨微晶尺寸的大小相关。
4-2 拉曼光谱2016
10000
B
C 5000 145 516 404 635 D 0 500 Raman Shift /cm–1 1000
薄膜晶粒尺度研究
锐钛矿Raman峰 142cm-1 制备的薄膜Raman峰 145cm-1
Raman峰的位置会随着粒子粒径和孔径的大小发生变化。粒 径的变小会使峰位置偏移，峰不对称加宽，峰强变弱， TiO2 薄膜孔径变小，体现在142cm-1的峰位置变化明显，从位置 142cm-1到145cm-1的变化，显示粒径的大小为10nm ，与 TEM结果一致。
瑞利线与拉曼线的波数差称为喇曼位移，因此 拉曼位移是分子振动能级的直接量度。下图给 出的是一个拉曼光谱的示意图。
(from Larry G. Anderson, University of Colorado at Denver, US)
激光拉曼散射光谱法
拉曼散射光谱的基本概念
红外吸收要服从一定的选择定则，即分子振动时只有伴 随分子偶极矩发生变化的振动才能产生红外吸收。
拉曼光谱的优点和特点
对样品无接触，无损伤；
样品无需制备；
快速分析，鉴别各种材料的特性与结构； 能适合黑色和含水样品； 高、低温及高压条件下测量； 光谱成像快速、简便，分辨率高； 仪器稳固，体积适中， 维护成本低，使用简单。
激光拉曼散射光谱法
试验设备和实验技术
激光光源
样品室
激光拉曼光谱仪 单色器 检测记录系统 计算机
非晶态结构研究
新型碳物种研究
从图中可以看出，不同的碳材料其拉曼光谱不同， 因此可以彼此区分。
TiO2薄膜结构
15000 Eg B1g A1g Eg A
Intensity (Arb. Units)
碳的拉曼峰532nm
碳的拉曼峰532nm
碳的拉曼峰指的是碳材料在拉曼光谱中的特征峰，其中532nm 是指激发碳材料的激光波长为532纳米。
拉曼光谱是通过照射样品表面的激光，测量样品散射光的频率和强度来分析样品的结构和化学成分的一种技术。
在碳材料的拉曼光谱中，常见的峰位有G峰、D峰和2D峰。
G 峰通常位于约1580 cm^-1处，代表了碳材料的有序晶格振动模式，与材料的晶格结构和化学键有关。
D峰通常位于约1350 cm^-1处，代表了碳材料的无序结构或缺陷引起的振动模式。
2D峰通常位于约2700 cm^-1处，是一个二次拉曼散射峰，与多层石墨烯结构有关。
当使用532nm波长的激光照射碳材料时，由于拉曼散射的选择定则和波数差的限制，G峰和D峰通常是最明显的峰位。
532nm波长的激光能够有效激发碳材料，产生强烈的拉曼信号。
通过测量和分析532nm激光激发下的碳材料拉曼光谱，可以获得关于材料结构、纯度、晶格有序性以及存在的缺陷等信息。
需要注意的是，碳材料的拉曼光谱受多种因素影响，如样品形态、晶格结构、纯度、缺陷等，因此具体的拉曼峰位置和强度可能
会有所差异。
此外，拉曼光谱的解释还需要结合其他分析方法和理
论模拟来进行综合分析。
总结起来，碳的拉曼峰532nm指的是使用532nm波长的激光激
发碳材料时，在拉曼光谱中观察到的与碳材料结构和化学键相关的
特征峰。
通过测量和分析这些特征峰，可以获取关于碳材料的结构、纯度和缺陷等信息。
单原子拉曼光谱碳缺陷
单原子拉曼光谱碳缺陷
单原子拉曼光谱是一种分析表面结构和材料性质的技术，而碳缺陷通常指的是材料中存在的碳原子的缺失或缺陷。
在单原子拉曼光谱中，可以通过对材料进行激光散射来获取关于碳缺陷的信息。
对于碳缺陷的单原子拉曼光谱分析，以下是可能涉及的一些方面：
1.D带和G带：
•在碳材料的拉曼光谱中，通常会观察到D带和G带。
D 带代表了存在缺陷的振动模式，而G带代表了非晶碳或
结晶碳的振动模式。
碳缺陷通常会引起D带的出现。
2.D带的强度和形状：
•D带的强度和形状可以提供关于碳缺陷类型和程度的信息。
通过分析D带的特征，可以推断出缺陷的种类，例如
石墨烯中的碳缺陷或碳纳米管中的缺陷。
3.Raman-Active Mode的变化：
•碳材料的拉曼光谱中的Raman-Active Mode可以受到缺陷的影响而发生变化。
观察这些模式的频率和强度变化可
以提供有关碳缺陷性质的信息。
4.与其他峰的关联：
•单原子拉曼光谱的解析度高，能够捕捉到与碳缺陷相关的其他峰。
通过这些峰的位置、强度和形状的变化，可以更
全面地了解碳缺陷的性质。
需要指出的是，单原子拉曼光谱分析是一个高度专业的领域，需
要先进的仪器和专业的知识。
对于具体的实验和分析，建议参考相关文献和专业的研究领域。
(完整word版)拉曼光谱常见问题汇总
拉曼光谱问题汇总问题目录一、测试了一些样品，得到的是Ramanshift，但是文献是wavenumber，不知道它们之间的转换公式是怎么样的？激光波长632.8nm。
二、如何用拉曼光谱仪测透明的有机物液体,测试时放到了玻璃片上测出来的结果是玻璃的光谱。
三、我们这里有做生物样品的拉曼光谱的,在获得的图里面有很强的荧光,有的说，如果拉曼得不到就用其荧光谱。
可我想问一下，在拉曼谱里面得到的荧光背景，是真正的荧光特征谱吗？这和荧光光谱仪里面的荧光图有什么区别？四、什么是共焦显微拉曼光谱仪？五、请问，测固体粉末的拉曼图谱时，对于荧光很强的物质，应该如何处理？特别是当荧光将拉曼峰湮灭时，应该怎么办？增加照射时间的方法，我试过，连续照射了4小时，结果还是有很强的荧光。
我只有一台532nm的激光器，所以更换激光波长的方法目前我不能用.想问问各位,还有别的方法吗？六、请问用激光拉曼仪能测量薄膜的厚度、折射率及应力吗?它能对薄膜进行那些方面的测量呢？七、拉曼做金属氧化物含量的下限是多少? 我有一几种氧化物的混合物，其中MoO3含量只有5%，XRD检测不到，拉曼可以吗？八、小弟是刚涉足拉曼这个领域，主打生物医学方面。
实验中，发现温度不同时，拉曼好像也不一样。
不知到哪位能帮忙解释一下这个现象九、文献上说,拉曼的峰强与物质的浓度是成正比关系，那么比如我配置1mol/L的某溶液，和0。
5mol/L的溶液，其峰强度是正好一半的关系吗？应用拉曼,是否能采用峰积分,或者用近红外那样的多元统计的办法来定量吗？准确度怎么样？十、拉曼峰1640对应的是什么东西啊？无机的十一、1 红外分析气体需要多高的分辨率?2 拉曼光谱仪是否可分析纯金属？3 红外与拉曼联用,BRUKER和NICOLET哪个好些？十二、我想请问一下这里的高手测定过渡金属络合物水溶液中金属与有机物中的某个原子是否成键可以用拉曼光谱分析吗？十三、金红石和锐钛矿对紫外Raman的响应差别大不大？同样条件下的金红石和锐钛矿的Raman峰会不会差很多？十四、什么是3CCD？十五、请教我所作的实验是用柠檬酸金属盐溶胶拉制成纤维,想做一下拉曼光谱来证明是否有线性分子的存在，可以吗十六、在测量拉曼光谱仪的灵敏度参数时，有人提出,单晶硅的三阶拉曼峰的强度跟硅分子的取向（什么111，100之类）的有关，使用不同取向的硅使用与其相匹配的激光照射时，其强度严重不一样，是这样吗?不知道大家测量激光拉曼光谱仪的灵敏度时都是怎么测量的十七、请问如何进行拉曼光谱数据处理？十八、拉曼系统自检具体是检测哪些硬件？是个什么过程？十九、请教作激光拉曼测试，样品如何预处理？二十、请问激光拉曼光谱是什么意思?二十一、请教喇曼谱实验时，如何选择激发波长,1064nm?还是785nm或633nm?二十二、拉曼信号对入射角和出射角的响应又是什么样？我的样品是有衬底支持的薄膜样品(膜厚几百纳米-—几微米），怎样扣除衬底的影响？二十三、微区拉曼和普通拉曼有区别吗，尤其在图谱上?多晶，单晶和非晶拉曼有何区别？二十四、我是做复合材料的研究的，主要是想研究纤维增强复合材料的界面性能？二十五、学校有一套天津港东的拉曼光谱仪，计划给学生开一个测量固体（或粉末）拉曼光谱的实验。
拉曼光谱d峰和g峰
拉曼光谱的D峰和G峰是什么意思如今乘坐地铁，安检员直接把乘客带的水瓶放在一台仪器上检测，
而不再像过去要求喝一口来验证，这种仪器就是采用可以透过包装检测的拉曼光谱。
D-峰和G-峰均是C原子晶体的Raman特征峰，D-峰代表的是C
原子晶的缺陷，G-峰代表的是C原子sp2杂化的面内伸缩振动，I指强度。
固体物理里的解释是声子振动模I(D) / I(G) 是D-峰和G-峰的强度比，这个比值可以用来描述这两个峰的强度关系。
D-峰代表晶格的缺陷，所以这个值越大C原子晶体的缺陷比较多，要检测纯C元素的晶体结构无法用红外光谱，故使用Raman光谱。
红外光谱只能对具有红外活性的分子有强的吸收信号，所谓红外活性，是指偶极变化不为零，结构越对称的结构，那么偶极的变化就越小，比如C-C，C=C，C三C，O-O，N三N 等，这类同核双原子都是红
外非活性的。
因此在红外光盘上很难观测到这些同核双原子对的伸缩振动特征峰，红外活性弱的同核双原子对，其Raman活性会比较强，因此可以很容易在Raman光谱上检测到它们的Raman峰，这就是为什么要做Raman光谱的原因。
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拉曼光谱d带和g带
拉曼光谱是一种非常重要的光谱技术，被广泛应用于材料科学、
化学、生物学等领域。
其中，D带和G带是拉曼光谱中常见的两个峰。
本文将对D带和G带的产生机制、应用以及相关领域的研究进展进行
探讨。
首先，我们来了解一下D带和G带的起源和产生机制。
D带是由于晶格缺陷引起的一种光学声子激发，其峰位通常在约1350 cm^-1处。
这个峰位相对固定，因此可以用来判断晶格的完整性和纯度。
D带主要由碳原子的谐振运动引起，通常与材料的晶格缺陷、纯度、晶体结构
等因素有关。
相比之下，G带是由于晶格上的原子振动引起的声子激发，其峰位通常在约1580 cm^-1处。
G带是由于碳原子的振动模式引起的，因此它通常与材料的晶体结构和晶格振动模式有关。
接下来，我们来讨论一下D带和G带的应用。
首先，D带和G带广泛应用于碳材料的表征与分析。
例如，石墨烯是近年来研究最为热门
的材料之一，其拉曼光谱中的D带和G带可以用来评估其质量、层数、晶格缺陷等。
此外，D带和G带还可以用来研究纳米材料、二维材料、
生物材料等领域。
在生物学研究中，D带和G带也可以用来分析有机分子的结构和生物分子的变化。
除了碳材料外，D带和G带还被广泛应用于能源材料的研究。
例如，锂离子电池材料中的石墨烯、硅材料等，其拉曼光谱中的D带和G带
可以用来研究其结构和性能。
在太阳能电池领域，D带和G带可以用来分析有机太阳能电池材料中的结构和性能。
此外，D带和G带还被广泛应用于杂质和缺陷的探测。
例如，通过
D带和G带的变化可以检测出晶格缺陷、杂质引入以及化学反应等。
通过分析D带和G带的峰位、宽度和强度等参数，可以获得有关材料的
信息，进而优化材料的制备过程和改进材料的性能。
总结一下，D带和G带是拉曼光谱中常见的两个峰，其产生机制和应用十分广泛。
D带通常与材料的晶格缺陷和纯度有关，可以用来评估材料的质量和纯度。
而G带与材料的晶格结构和振动模式有关，可以
用来研究材料的结构和性能。
D带和G带在碳材料、能源材料以及杂质和缺陷的探测等领域都有重要的应用价值。
随着科学技术的不断进步，D带和G带的研究将为材料科学和相关领域的发展提供更多的可能性和机遇。