拉曼光谱 (Raman spectroscopy)

什么是拉曼光谱?

拉曼光谱属于振动光谱的范围。这意味着它经过化学办法分析样品，使用光来创造(引发)分子振动，然后表明这种互相作用。

它是基于当物质被光照射时产生的光的非弹性散射。由于波长的厘革与照射光的波长比拟十分小，以是使用单色光光源时最容易察看到波长的厘革。

在这种(单色光)与样品产生互相作用后，此中十分小的一局部改动了波长。这就是所谓的厘革，拉曼效应。我们如今可以搜集光，并使用它来获取样本的信息。

拉曼效应

为了更好地域解，紧张的是要晓得，当光子(光)“撞击”物质时，大部疏散射光在其波长上坚持安定。

比如，假如你用绿色激光笔指着一堵墙，你总会看到一个绿色的点。散射光的颜色分明相反，这种征象称为瑞利散射。

但是，也可以产生非弹性散射历程，然后招致发射不同波长的光。这通常与分子振动有关。这种散射征象被称为拉曼效应，由阿道夫·斯迈卡尔在1923年猜测，C.V.拉曼在1930年发觉。

使用光谱中的拉曼效应

发觉和了解拉曼效应为一种新的光谱学掀开了大门。但是，由于单色光的使用发扬了紧张作用，直到激光的发觉，拉曼光谱学才真正腾飞。因此，用激光照射样品，用光谱仪(色散或FT武艺)分析一些散射光。最初，我们取得了一个拉曼光谱，体现了我们所研讨的质料的特性信号或“波段”。

拉曼光谱仪是怎样事情的?

令人惊奇的是，制作拉曼光谱仪但是很简便!

为了取得拉曼光谱，你只必要将激光聚焦到你想要研讨的样本上。但是，该样品在用于引发的激光下不克不及体现荧光。假如是如此的话，荧光将掩盖大局部的拉曼效应，由于比拟之下它是云云单薄。

激光照射完样品后，散射光经过一个滤光片(以去除引发激光发射的任何光)。然后将其定向到光栅上，光栅像棱镜一样依据波长分布非弹性局部。最初，这些光源被导向CCD传感器，然后依据强度输入光谱。

拉曼光谱是什么样的?

这是二甲基硅氧烷样品(蓝色)的拉曼光谱，与光谱库中的参考物比力。

在开头我们提到拉曼光谱包含某些“波段”或信号。它们关于某些官能团是共同的，通常关于物质也是云云。它们不仅提供了有关物质化学因素的信息，还提供了关于结晶度、多态性或压力和温度厘革的信息。

拉曼光谱是质料研讨、新药物开发以及任何必要纳米级化学微量分析的范畴的上心东西，拉曼可以分析0.5 μ m (500 nm)以下的样品。

关于拉曼显微镜

通常，用于拉曼光谱的激光在可见范围内，这意味着它可以自在地经过用于取样玻片或显微镜镜头的玻璃。因此，将拉曼光谱仪集成到标准显微镜的光学体系中是相当可行的。

内幕上，通常显微镜比经典的台式拉曼光谱仪更受喜爱，由于它提供了“点和拍摄”的办法，不必要很多分外的样品制备。样品(如石墨烯纤维)置于物镜下，用显微镜对准并直接分析。

简便地说，拉曼显微镜是用于举行拉曼光谱的基于激光的显微装备。

拉曼光谱是基于光与物质化学键的互相作用。这产生了关于化学布局、多态性、结晶度和分子动力学的具体信息。

拉曼光谱提供了什么信息?

拉曼光谱就像化学指纹，可以明晰地识别分子或质料。就像人类的指纹一样，它可以与参考库举行比对，从而十分快速地识别质料或将其与其他质料区分开来。如此的拉曼光谱库通常包含数百个光谱，将样品的光谱与这些光谱举行比力以确定分析物。

化学因素及实质
结晶度和多态性
沾染和缺陷
热暴露和机器暴露

有样品要求吗?

拉曼是一种通用的表征武艺，因此对无机和天然质料都实用。但是，由于它是基于相当弱的拉曼效应，其他光谱效应和某些质料特性约莫会严峻干扰。在样品荧光的情况下，样品不会产生很好的拉曼光谱。但是，转换到近红外(NIR)激光器和FT-Raman武艺是一个可行的处理方案。另一个更紧张的成绩是强吸取(如玄色)样品，比如添补碳的聚合物。