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發布時間：2021-06-28 09:23
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拉曼光譜技術在材料科學研究中的應用
拉曼光譜在材料科學中是物質結構研究的有力工具，在相組成界面、晶界等課題中可以做很多工作。包括：
（1）薄膜結構材料拉曼研究：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。拉曼可以研究單、多、微和非晶硅結構以及硼化非晶硅、氫化非晶硅、金剛石、類金剛石等層狀薄膜的結構。
（2）超晶格材料研究：可通過測量超晶格中的應變層的拉曼頻移計算出應變層的應力，根據拉曼峰的對稱性，知道晶格的完整性。
（3）半導體材料研究：拉曼光譜可測出經離子注入后的半導體損傷分布，可測出半磁半導體的組分，外延層的質量，外延層混品的組分載流子濃度。
（4）耐高溫材料的相結構拉曼研究。
（5）全碳分子的拉曼研究。
（6）納米材料的量的子尺寸效應研究。
拉曼光譜技術的優越性
提供快速、簡單、可重復、且更重要的是無損傷的定性定量分析，它無需樣品準備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量，此外。。。
①由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光譜是研究水溶液中的生物樣品和化學化合物的理想工具。
②拉曼一次可以同時覆蓋50～4000波數的區間，可對有機物及無機物進行分析。相反，若讓紅外光譜覆蓋相同的區間則必須改變光柵、光束分離器、濾波器和檢測器。。。
③拉曼光譜譜峰清晰尖銳，更適合定量研究、數據庫搜索、以及運用差異分析進行定性研究。在化學結構分析中，獨立的拉曼區間的強度可以和功能集團的數量相關。
④因為激光束的直徑在它的聚焦部位通常只有0.2～2毫米，常規拉曼光譜只需要少量的樣品就可以得到。這是拉曼光譜相對常規紅外光譜一個很大的優勢，而且拉曼顯微鏡物鏡可將激光束進一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面積的樣品。
⑤共振拉曼效應可以用來有選擇性地增強大生物分子特個發色基團的振動，這些發色基團的拉曼光強能被選擇性地增強1000到10000倍。
為什么拉曼光譜儀器不工作？
檢查儀器和所有附件插座都插好并接通電源。
保證激光器（如果附帶電源）都插好并接通，由于激光器有不同種類，可參照每個激光器的說明書獲取進一步的幫助。
在有兩個或多個激光器的系統中，確保聯鎖系統設置在正確的位置上，正確的激光器被接通。
檢查儀器的外罩處于安全的關閉狀態，聯鎖裝置正在運轉。
如果以上操作都已經檢查過，你就可以準備進行光譜測試了。將樣品放置在顯微鏡下，啟動光譜操作軟件，如果你仍不能得到光譜，檢查下面各項。
保證樣品被正確地放置在顯微鏡下，即樣品被準確地聚焦并照射在樣品正確的位置上。測量時經常需改變不同的測試區域以避免因樣品不純帶來一些非期望結果的可能。
保證激光正確輻照在樣品上，保證顯微鏡光圈的孔徑設置正確并處于正確的位置上（不同品牌的拉曼光譜儀按各自的要求處理）。
檢查所有軟件窗口的設置是否正確。
檢查成像區域設置窗口的數值并保證激光像點處于該區域的中心。標準成像區域應該是激光像點中心垂直方向兩邊各10個像元。檢查狹縫的設置，當進行標準操作時，狹縫應為50μm。
如果CCD探測器飽和了，你將得不到任何有用的信息。可采用降低激發光功率或提高儀器的共焦程度來避免。
當檢查完上述各項后，你應該可以得到一張樣品的拉曼譜圖。如你仍然不能得到譜圖，可先嘗試測試單晶硅的拉曼譜。單晶硅是良好的拉曼散射體，可以用來幫助驗證儀器的性能。如果用單晶硅樣品可以獲取硅的520cm-1峰，再嘗試測試樣品。現在你可以得到樣品的拉曼信號，但可能噪聲較大。在這種情況下，可參照Q4的建議來提高信噪比和信背比。
總是在測試時得到一些位置重復的、尖銳的譜峰，為什么？
當你在重復測試一個樣品時發現有一些尖銳譜線在相同的位置重復出現時，可以排除它們是宇宙射線的可能(因宇宙射線的位置足隨機的)。這些重復的尖銳譜線通常來自日光燈的發射或CRT顯示器的磷光發射，尤其當用長工作距離的物鏡時問題更嚴重。它們也可能來自氣體激光器發射的等離子線，需仔細鑒別。
拉曼光譜中的熒光干擾來自于gong的發射，可以將室內的日光燈關閉或在較暗的白熾燈下工作。儀器室內應盡可能暗。簡單的做法是將儀器室裝飾成暗房樣式，以避免任何來自所謂白光發射的無數反常規的發射譜線。
磷光線的干擾主要是CRT顯示器上所鍍磷光物質引起。如發現此種情況，可將CRT顯示器關掉或將熒光屏的亮度調暗。需要牢記的是：這些發射譜線的波數值永遠是在同一個坐標值上，當轉換不同波長激光激發時它們在拉曼譜上的位置是隨著移動和改變的。
當上述方法都不能解決問題而你正在使用514nm激光進行激發時，檢查等離子線濾光片是否已經插上。在其它激光配置系統中，要么不需要檢查，要么激光器上已經包含了濾光片。
