拉曼光譜學 | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
拉曼光譜學(Ramanspectroscopy)是用來研究晶格及分子的振動模式、旋轉模式和在一系統裡的其他低頻模式的一種分光技術。...拉曼散射為一非彈性散射,通常用來做激發的雷 ...
拉曼光譜學(Raman spectroscopy)是用來研究晶格及分子的振動模式、旋轉模式和在一系統裡的其他低頻模式的一種分光技術。[1]拉曼散射為一非彈性散射,通常用來做激發的雷射範圍為可見光、近紅外光或者在近紫外光範圍附近。雷射與系統聲子做交互作用,導致最後光子能量增加或減少,而由這些能量的變化可得知聲子模式。這和紅外光吸收光譜的基本原理相似,但兩者所得到的數據結果是互補的。
能階圖展表示出不同的能階相對應的拉曼訊號。線的粗細大至成比例約略描述訊號的大小。通常,一個樣品被一束雷射照射,照射光點被透鏡所聚焦且通過分光儀分光。波長靠近雷射的波長時為彈性瑞立散射。
自發性的拉曼散射是非常微弱的,並且很難去分開強度相對於拉曼散射高的瑞立散射,使得得到的結果是光譜微弱,導致測定困難。歷史上,拉曼分光儀利用多個光柵去達到高度的分光,去除雷射,而可得到能量的微小差異。過去,光電倍增管被選擇為拉曼散射訊號的偵測計,其需要很久的時間才能得到結果。而現今的技術,帶阻濾波器 (notch filters) 可有效地去除雷射且光譜儀或傅立葉變換光譜儀和電荷耦合元件 (CCD) 偵測計的進步,在科學研究中,利用拉曼光譜研究材料特性越來越廣泛。
「拉曼光譜」這個名稱通常是指使用不被樣品吸收的雷射波長的振動拉曼。有很多種的拉曼光譜分析,例如表面增強拉曼效應、共振拉曼效應、針尖增強拉曼效應、偏極拉曼光譜等。
基礎原理 編輯當光線照射到分子並且和分子中的電子雲及分子鍵結產生交互作用,就會發生拉曼效應。對於自發拉曼效應,光子將分子從基態激發到一個虛能量狀態。當激發態的分子放出一個光子後並返回到一個不同於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。這一個頻率的改變被名...
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