Raman光谱归纳.ppt

R不a同m振an动散峰射重面叠积和光起源内R和部am被或测外an样部散品产射体生系任强发何度生物容的理任和易何化受变学光化的以变学及化系由）统这些参变数化引
等因素的影响
荧光现象对傅立叶变换Raman光谱分析的干扰
在进行傅立叶变换光谱分析时，常出现曲线的非线性的 问题
任何一物质的引入都会对被测体体系带来某种程度的污 染，这等于引入了一些误差的可能性，会对分析的结果 产生产生一定的影响。
XRD、IR、Raman、XPS、AES
TEM、SEM、AFM、STM
结构分析
形貌分析
成分分析 表面与界面分析
IR、Raman
XPS、AES
Raman原理
激发虚态
h(0 - )
E1 + h0 E0 + h0
h0
h0
h0
h0 +
振动激发态E1
基态E0
Rayleigh散射 弹 性
h
Raman散射 非弹 性
光源：Nd-YAG钇铝石榴 石激光器
检测器：高灵敏度的砷 化铟镓探头；
特点： （1）避免了荧光干扰； （2）精度高； （3）消除了Rayleigh谱
线； （4）测量速度快。
Raman光谱法的特点
❖ 优点 拉曼光谱的分析方法不需要对样品进行前处理，也
没有样品的制备过程，避免了一些误差的产生，并且在分析 过程中操作简便，测定时间短，灵敏度高
取决于 ❖ 分子振动能级的改变,与入射光波长无关； ❖ 表征分子振-转能级的特征物理量； ❖ 定性与结构分析的依据。
激光Raman光谱仪
可以滤去光源中非 激光频率的大部分 光能
凹面镜 样品
单色仪
高压电源 光电倍增管
驱动电路
光子计数器
激
光
器
计算机
显示器
傅立叶变换-拉曼光谱仪
FT-Raman spectroscopy
❖ 1928~1940年，受到广泛的重视，是研究分子结构的主要手段 ❖ 1940~1960年， Raman光谱的地位一落千丈，主要是因为
Raman效应太弱 ❖ 1960年以后，1960 年以后,红宝石激光器的出现,使得Raman
散射的研究进入了一个全新的时期(用激光作为光源与其他的 光源有特殊的一些性质，使光谱的分辨率、精度和灵敏度都 提高了几个数量级)
Raman光谱
目录
❖ Raman光谱法的发展历史 ❖ Raman光谱法的原理 ❖ Raman光谱仪 ❖ Raman光谱的特点 ❖ Raman光谱的应用举例
Raman光谱法的发展历史
❖ 印度物理学家C.V.Raman于1928年首次发现Raman散射效应 （用单色光作光源，用目测分光镜看散射光，在蓝光和绿光 区域看到两条以上尖锐亮线，后来。。。）
Raman光谱
Raman光谱是一种散射光谱。Raman 光谱分析法是基于印度科学家C.V.Raman 在1928年所发现的Raman散射效应，对与 入射光频率不同的散射光谱进行分析以得 到分子振动、转动方面信息，并应用于分 子结构研究的一种分析方法。
材料结构表征内容及基本方法
XRD、ED、Raman、中子衍射
E1 + h0 E2 + h0
h(0 - )
E1 E0
STOKES
h0
h(0 + )
h
ANTI-STOKES
0 -
Rayleigh
0
0 +
小拉曼光谱与分子的转动能级有关， 大拉曼光谱与 分子振动-转动能级有关
Raman光谱基本图形
Raman位移
拉曼散射中散射线频率与激发光频率 有一个频率差叫做拉曼位移。
1800
最好的方法是直接应用光谱强度和浓度的分析曲线，对样品进行测 定。
Raman光谱应用一：半导体材料
经离子注入后的 半导体损伤分布
半磁半导体的组分
外延层的质量
Text
外延层混品的组分 载流子浓度
Raman光谱的应用二：全碳分子
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。
Raman光谱的应用三：薄膜结构材料
用拉曼光谱研究金刚石膜的生长过程：
Intensity (a.u.)
1332 1350
1570 1590
a生长2min样品的Raman光谱
d
b生长30min样品的Raman光谱
百度文库
c
c生长1h样品的Raman光谱 d生长2h样品的Raman光谱
b
a
1200
1320 1440 1560 1680
Wave Number (cm-1)
Raman光谱的常规扫描范围为40－4000cm-1。 固体粉末样品、高聚物、纤维、单晶、溶液等各种样品皆可以做拉
曼光谱。 水的Raman光谱很弱，所以水是优良的溶剂。（研究水溶液中的生
物样品和化学化合物）
Rama非n线性光产生谱的主要法原因的： 特点
1.光源的频率和温度等参数
❖ 缺点
2.散射光的分散性以及样品组分的不同弹性散射 3.分析中的其他任何变化量（分析仪器的参数、激光