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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。

拉曼光谱的工作原理

与分析偶极矩变化情况的ftir光谱不同，拉曼分析的是分子键极化性的变化情况。 光与分子的相互作用会导-子云形变。 这种形变称作极化度变化。 分子键具有特定的能量迁跃，在此期间极化度会发生变化，从而产生拉曼活性。  例如，含有同核原子之间键例如：碳-碳、硫-硫与氮-氮键的分子会在光子与其相互作用时，造成极化性发生变化。 这些是产生拉曼活性光谱带的化学键示例，然而在ftir中不能或者很难看到这些。

由于拉曼效应本身比较弱，因此必须对拉曼光谱仪的光学组件进行-匹配与优化。 此外，由于在使用较短波长辐射时有机分子更容易发出荧光，因此通常使用较长波长单色激发源，例如：产生785 nm光的固态激光二极管。

拉曼光谱

拉曼效应起源于分子振动和点阵振动与转动，因此从拉曼光谱中可以得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。用虚的上能级概念可以说明了拉曼效应：设散射物分子原来处于声子基态，振动能级如图1所示。当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为声子跃迁到虚态virtual state，虚能级上的声子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。设仍回到初始的声子态，则有如图1所示的三种情况。因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线，也有与入射光频率不同的谱线，前者称为瑞利线，后者称为拉曼线。在拉曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。