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拉曼光谱技术在材料科学研究中的应用    

拉曼光谱在材料科学中是物质结构研究的有力工具，在相组成界面、晶界等课题中可以做很多工作。包括：

1薄膜结构材料拉曼研究：拉曼光谱已成cvd化学气相沉积法制备薄膜的检测和鉴定手段。拉曼可以研究单、多、微和非晶硅结构以及硼化非晶硅、氢化非晶硅、金刚石、类金刚石等层状薄膜的结构。

2超晶格材料研究：可通过测量超晶格中的应变层的拉曼频移计算出应变层的应力，根据拉曼峰的对称性，知道晶格的完整性。

3半导体材料研究：拉曼光谱可测出经离子注入后的半导体损伤分布，可测出半磁半导体的组分，外延层的，外延层混品的组分载流子浓度。

4耐高温材料的相结构拉曼研究。

5全碳分子的拉曼研究。

6纳米材料的量的子尺寸效应研究。

拉曼光谱仪常见的问题及解答

当你测试的样品是液态、粉末或体积非常大时怎么办？

液体样品可采用毛细管或液体池或直接将液体滴在载玻片上进行测试，粉末样品可取少许放置在载玻片上进行测试，固体大样品可由仪器公司提供的大样品台进行测试。

当你的样品需要在不同高压下测试怎么办？

可向仪器公司购置或在国内相关单位订制一套拉曼高压样品测试池来对你的样品进行高压测试。

当你想进行偏振拉曼测量时该怎么办？

应配置一套偏振片和半波片进行测试，偏振拉曼可帮助你对分子振动的对称性进行检测。

为什么将测试样品放置不同取向时得到的拉曼谱图不相同？

这是因为入射激光照射在样品表面不同晶面取向上引起的。采用四分之---片对激光进行扰偏可帮助去除方向效应。一般可向仪器公司或其它提供光学元件的公司购买四分之---片。

拉曼光谱仪原理

当用波长比样品粒径小的多的单色光照射样品时，大部分的光会按照原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布的若干条很弱的与入射光频率发生位移频移增加或减少的拉曼谱线，这种现象被称为拉曼效应。

由于拉曼谱线的数目、位移的大小、谱图的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外光谱类似，拉曼光谱也可得到有关分子振动或转动的信息。 拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术。

浅谈拉曼光谱仪

拉曼光谱仪，顾名思义，就是用来测量拉曼光谱的仪器。通常情况下，拉曼光谱仪由以下几个部分组成：

激发光源

现有的拉曼光谱仪，基本都采用激光作为激发光源，激光波长的选择从紫外、可见到近红外均有，常见的有532nm、785nm。激光波长的选择会影响拉曼光谱仪的灵敏度以及空间分辨率。

光学系统

根据拉曼光谱仪的设计，该部分可以是一个成熟的拉曼探头，也可以是自己搭建的由滤光片、二向色镜等光学元件组成的光学系统。光学元件的选择以及光路设计都将影响到拉曼光谱仪的灵敏度。

分光仪

根据分光形式的不同，拉曼光谱仪可以分为以下三种类型：

1、 滤光片型拉曼光谱仪，这种类型的拉曼光谱仪只有很狭窄的光谱段进入探测器，这就意味着绝大部分拉曼散射光会被浪费掉。

2、 分光仪型拉曼光谱仪，通过衍射光栅分光，将衍射光-在光谱仪的输出面上，许多集成式的拉曼光谱仪会直接使用成熟的小型光谱仪来起到分光的作用。

3、 迈克尔逊干涉仪型拉曼光谱仪。来自试样的拉曼散射光通过干涉仪进入探测器，获得干涉图谱，随后进行傅里叶变换得到拉曼光谱。

探测器

拉曼光谱仪一般选用ccd作为探测器，ccd探测器是一种硅基多通道阵列探测器，可以探测紫外、可见和近红外光。因为它是高感光度半导体器件，适合分析微弱的拉曼信号，再加之ccd探测器允许进行多通道操作，可以在一次采集中探测到整段光谱，所以很适合用来检测拉曼信号。

计算机处理系统

除了仪器控制与数据采集外，丰富的样品数据库与准确的分析算法是目前拉曼光谱仪配套软件关注的重点。