raman 拉曼光谱原理及应用-刘仕锋.ppt

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1、拉曼光谱学——原理及应用HORIBAJobinYvon北京办事处报告内容1-什么是拉曼光谱?–简单介绍2-拉曼光谱仪工作原理介绍3-拉曼光谱在材料研究中的应用介绍4-HORIBAJobinYvon拉曼光谱仪简介1928年，印度科学家C.VRamanin首先在CCL4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?ProvidedbyProf.D.Mukherjee,DirectorofIndianAssociationf

2、ortheCultivationofScience什么是拉曼效应?laserscatter>laser瑞利散射什么是拉曼效应?scatter=laser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）什么是拉曼效应?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-特征谱为表征和鉴别材料提供了指纹谱深入开展光谱学和材料物性研究打下基础拉曼光谱给出的信息？组分信息结构信息拉曼光谱给出的信息？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BgBgPET的拉曼

3、光谱－－官能团拉曼是指纹光谱ni=no-n(cm-1)50010001500200025003000350020000150001000050000Intensity(A.U.)OHstretchingCH3StretchingModesSkeletalBendingCCOmodesOHBendingCH3andCH2BendingModes甲醇vs.乙醇CH3OHvs.CH3CH2OH拉曼光谱给出的信息？化学组成，污染物探测...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结构信息（晶体、无定形、同分异构体…

4、)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BandpostionbandPositionshiftIntensityBandWidthRamanshift拉曼光谱给出的信息？拉曼光谱的特征拉曼频移峰位与激发波长没有关系633nm785nm532nm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…IRamanα1/4UVorNIR激发可以避开荧光的干扰不同excitation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

5、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分辨率为2cm-1普通分辨率分辨率为0.65cm-1高分辨率SiC的拉曼光谱图光谱分辨率吉林大学样品红色：分辨率(2cm-1)模式兰色：高分辨率(0.65cm-1)模式光谱分辨率010－85679966－219怎样找到一台高分辨的拉曼谱

6、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(~2µm)有效地减少荧光干扰微米和亚微米颗粒可以研究材料中的包裹体XY和Z成像:相分布和结构分布,多层膜样品分析共焦针孔非聚焦应用中可以解决：微区空间分辨率？好的共焦状态清晰的界面结果！空间分辨率(共焦技术)——寻找好的共焦技术？高分子多层膜高分子多层膜空间分辨率(共焦技术)共焦状态不好界面？3-拉曼光谱在材料研究中的应用介绍1：半导体材料;2：聚合体；3：碳材料；4：地质学/矿物学/宝

7、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拉曼光谱应用领域：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Nylon6尼龙Kevlar合成纤维Pstyrene聚苯乙烯PETPaper纸纤维Ppropylene丙烯PE/EVA聚乙烯Onlyonepointofthesampleisilluminatedbythelaserandthecorrespondingspectrum

8、isrecorded-takesfulladvant