拉曼光譜
關注創建者：琳泓comsol 創建時間：2019-03-08
拉曼光譜的實例教程
主要應用
在有機化學上的應用
拉曼光譜在有機化學方面主要是用作結構鑒定的手段，拉曼位移的大小、強度及拉曼峰形狀是確定化學鍵、官能團的重要依據。利用偏振特性，拉曼光譜還可以作為順反式結構判斷的依據。
在高聚物上的應用
拉曼光譜可以提供關于碳鏈或環的結構信息。在確定異構體（單體異構、位置異構、幾何異構和空間立現異構等）的研究中拉曼光譜可以發揮其獨特作用。電活性聚合物如聚毗咯、聚噻吩等的研究常利用拉曼光譜為工具，在高聚物的工業生產方面，如對受擠壓線性聚乙烯的形態、高強度纖維中緊束分子的觀測，以及聚乙烯磨損碎片結晶度的測量等研究中都采用了拉曼光譜。
在生物方面上的應用
拉曼光譜是研究生物大分子的有力手段，由于水的拉曼光譜很弱、譜圖又很簡單，故拉曼光譜可以在接近自然狀態、活性狀態下來研究生物大分子的結構及其變化。拉曼光譜在蛋白質二級結構的研究、DNA和致癌物分子間的作用、視紫紅質在光循環中的結構變化、動脈硬化操作中的鈣化沉積和紅細胞膜的等研究中的應用均有文獻報道。利用FT-Raman消除生物大分子熒光干擾等，有許多成功的示例。
在表面和薄膜方面的應用
拉曼光譜已成CVD（化學氣相沉積法）制備薄膜的檢測和鑒定手段。另外，LB膜的拉曼光譜研究、二氧化硅薄膜氮化的拉曼光譜研究都已見報道。
盡管拉曼散射很弱，拉曼光譜通常不夠靈敏，但利用工振或表面增強拉曼技術就可以大大加強拉曼光譜的靈敏度。表面增強拉曼光譜學（SERS）已成為拉曼光譜研究中活躍的一個領域。
便攜式激光拉曼光譜儀
便攜式拉曼光譜儀是一種現場快速、非接觸檢測的重要工具，在液體樣品的檢測上具有明顯優勢。
便攜式激光拉曼光譜儀器的最新進展主要表現以下幾個方面：
第一，儀器的S／N大幅度提高。
展開 分子振動也可能引起分子極化率的變化，產生拉曼光譜。拉曼光譜不是觀察光的吸收, 而是觀察光的非彈性散射。非彈性散射光很弱，過去較難觀測。激光拉曼光譜的出現使靈敏度和分辨力大大提高，應用日益廣泛。
拉曼散射效應的進展
1928年，印度物理學家拉曼（C.V.Raman）首次發現曼散射效應，榮獲
1930年的諾貝爾物理學獎。
1928-1940年，拉曼光譜成為研究分子結構的主要手段。
1960年以后，激光技術的發展使拉曼技術得以復興。由于激光束的高亮度、方向性和偏振性等優點，成為拉曼光譜的理想光源。隨探測技術的改進和對被測樣品要求的降低，目前在物理、化學、醫藥、工業等各個領域拉曼光譜得到了廣泛的應用，越來越受研究者的重視。
什么是拉曼光譜分析法
拉曼光譜分析法是基于印度科學家C.V.拉曼（Raman）所發現的拉曼散射效應，對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉動方面信息，并應用于分子結構研究的一種分析方法。
拉曼光譜儀原理
當光線照射到分子并且和分子中的電子云及分子鍵結產生相互作用，就會發生拉曼效應。對于自發拉曼效應，光子將分子從基態激發到一個虛擬的能量狀態。當激發態的分子放出一個光子后并返回到一個不同于基態的旋轉或振動狀態。在基態與新狀態間的能量差會使得釋放光子的頻率與激發光線的波長不同。
如果最終振動狀態的分子比初始狀態時能量高，所激發出來的光子頻率則較低，以確保系統的總能量守衡。
展開 設備簡介
設備名稱：激光共聚焦顯微拉曼光譜儀
設備型號：DXR 3xi
在樣品分子結構和空間分布分析時，通常會遇到很多具有一定透明度的樣品如超薄多層聚合物、半導體多層膜、鍍層、多層纖維、生物細胞等，不僅需要實現表層信息的分析，同時需要探測內部成分和空間分布信息，而這些樣品大多數不能或不易切片，需要尋求具有無損探測樣品內部信息的分析手段。
國高材分析測試中心配備的顯微拉曼光譜儀具有獨特的Y-Z“切面”成像（縱向深度）和可視化3D成像（X-Y-Z）功能，均可以實現無損分析。利用儀器的針孔式真共焦功能，高精度自動平臺自動控制采集樣品縱向深度拉曼信號，無需樣品破壞和物理切片，輕松實現多層樣品深度上和三維空間上成分定性、成分分布及每層厚度的無損分析，從而實現樣品更加全面直觀的空間立體研究。
儀器結構及工作原理
圖1 高速高分辨激光共聚焦拉曼光譜儀結構示意圖
用激光作為光源激發樣品，樣品與激光相互作用后，樣品會發出拉曼信號。拉曼信號連同瑞利散射光等雜散光一起先后經過濾光片和共聚焦針孔，濾光片和共聚焦針孔會濾除絕大部分的雜散光，只允許所需要的樣品的拉曼信號進入光譜儀，樣品拉曼信號進入光譜儀后，通過光柵分光，將白光分成不同波長的光，不同波長的光信號進入檢測器，通過光電轉化，得到拉曼光譜。拉曼光譜是指紋性譜圖，可以提供樣品的化學結構、相和形態、結晶度以及分子相互作用的詳細信息。
展開 李劍鋒教授課題組的研究方向主要涉及表面增強拉曼光譜、殼層隔絕納米粒子增強光譜、核殼材料、表面增強熒光、單晶電化學、異質金屬催化、新能源材料等領域。李劍鋒教授是殼層隔絕納米粒子增強拉曼光譜（SHINERS）技術的主要發明者（Nature 2010, 464, 392-395；Nature Protoc. 2013, 8, 52-65）。在2010年發明的SHINERS技術，解決了表面增強拉曼光譜（SERS）領域40年來長期存在的普適性差的問題，被譽為新一代的先進光譜技術，并被廣泛應用于各個領域。目前該論文已被引用2000余次。李劍鋒教授以第一作者或通訊作者身份已在Nature、Nature Energy、Nature Protoc.、Nat. Commun.、Sci. Adv.、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.等國際頂級雜志上發表多篇論文，總被引5600余次。授權發明專利3項，撰寫英文專著4章。應邀在美國化學會、加拿大化學會等大型國際會議作主題報告和邀請報告。作為大會主席，組織承辦2017年International Conference on SERS（表面增強拉曼光譜國際會議），并擔任Adv. Opt. Mater. (JCR一區，IF = 7.430)、ChemElectroChem (JCR二區，IF = 4.446)等國際SCI期刊編委。
展開 先輸入所有波長M，比例20和用符號顯示，在一張圖里顯示三種波長的點
查看不同波長下的點列圖和光斑大小
以上就是本次透射式體全息光柵拉曼光譜儀分光系統設計，所有宏文件和鏡頭文件可以聯系我們的工作人員獲取。
參考文獻：
[1]何振磊,盧啟鵬,丁海泉,高洪智.透射式體全息光柵拉曼光譜儀分光系統設計
[2][J].激光與光電子學進展,2015,52(12):214-220.
拉曼光譜的最新內容
及其投影、聲子限制遷移率等
研究材料之間界面的電子結構
仿真外電場中的電子表面態
預測有/無電場條件下的反應機理
優勢
在同一框架內集成DFT-LCAO與DFT-PlaneWave代碼：靈活調整/測試速度與準確性之間的權衡
提供包含電子-聲子耦合的先進、用戶友好型方法，即使對于大型系統也適用
光學屬性
功能
仿真拉曼光譜
常用分析方法
成分分析：
傅里葉紅外光譜儀（FTIR）
顯微共焦拉曼光譜儀(Raman)
掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS)
X射線熒光光譜分析(XRF)
氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)
裂解氣相色譜-質譜聯用(PGC-MS)
核磁共振分析(NMR)
X射線光電子能譜分析(XPS)
X射線衍射儀(XRD)
熱分析：
差示掃描量熱法
殘炭形貌觀及拉曼光譜圖
進一步分通過TG-FTIR深入分析了AHP/ZIF-8@SEP對TPU的阻燃，抑煙及促進成炭的機理。
圖4. TG-FTIR譜圖以及孔隙寬度函數曲線及殘炭的EDS結果
在TPU/8.0AHP/1.0ZIF-8@SEP中，TPU鏈斷裂產生的自由基將被熱解PO·和PO2·捕獲，導致TPU鏈斷裂反應終止。
拉曼信號連同瑞利散射光等雜散光一起先后經過濾光片和共聚焦針孔，濾光片和共聚焦針孔會濾除絕大部分的雜散光，只允許所需要的樣品的拉曼信號進入光譜儀，樣品拉曼信號進入光譜儀后，通過光柵分光，將白光分成不同波長的光，不同波長的光信號進入檢測器，通過光電轉化，得到拉曼光譜。拉曼光譜是指紋性譜圖，可以提供樣品的化學結構、相和形態、結晶度以及分子相互作用的詳細信息。
另一個例子是拉曼光譜，其中用高光功率水平的窄帶光（通常從激光獲得）照射物質，并且檢測到由自發和/或自發和/或產生的波長稍長的微弱光發射。受激拉曼散射，一種非彈性散射。拉曼散射光的光譜（通過特殊的窄帶二向色濾光片（如梳狀濾光片）與泵浦光分離）包含分子振動的信息。有關更多詳細信息，請參閱有關拉曼光譜的文章。
高能激光雷達系統（例如在大氣研究中使用）允許遠距離遠程光譜測量。
參考文獻：
[1]何振磊,盧啟鵬,丁海泉,高洪智.透射式體全息光柵拉曼光譜儀分光系統設計
[2][J].激光與光電子學進展,2015,52(12):214-220.
拉曼光譜還表明，與樣品A不同，樣品B幾乎沒有應變。樣品A中的壓應力估計達到0.37Gpa，而樣品B的應力約為0GPa。
對此，研究人員評論道：“拉曼光譜的測試結果表明，GaN樣品B中使用的AlN單層緩沖層可以有效地釋放后續GaN各層的殘余壓應力，這一方案有望通過減少GaN和InGaN之間的失配應變，增加InGaN MQW的銦元素摻入?！?/div>
四波混頻適用于激光光譜學，最常見的形式是相干反斯托克斯拉曼光譜學( CARS )，其中兩個輸入波產生具有稍高光學頻率的檢測信號。利用輸入光束之間的可變時間延遲，還可以測量激發態壽命和退相率。
四波混頻也可以用于相位共軛，全息的成像和光學圖像處理。
本文展示了通過低溫(<100°C)濺射獲得的100 nm至1.7 μm厚的AlN薄膜，并通過x射線衍射，透射x射線顯微鏡以及拉曼和俄蓋光譜分析了其熱性能與晶粒尺寸和界面質量之間的關系。通過控制反應的沉積條件，該文實現了~ 600 nm薄膜的導熱系數(~ 36?104 W/mK)，其上限代表了室溫下這種薄膜厚度的最高值之一，特別是在低于100°C的沉積溫度下。
碳納米管網絡和焊接GS載荷為4.75%的碳納米管網絡的拉曼光譜g)和x射線衍射圖h)，i,j)低i)和高j)倍率下，GS-w-CNT在PDMS中的分布形態，k) PDMS中焊接碳納米管結的高分辨率形貌。
